《終結者 2》T-1000 成真？科學家打造可變形的機器人集體

近日消息，在科幻電影《終結者 2》中，T-1000 機器人憑借其液態(tài)金屬變形能力給觀眾留下了深刻印象。如今，這種看似只存在于科幻世界的概念正在逐步走向現實。加州大學圣塔芭芭拉分校（UC Santa Barbara）的研究團隊近日在《科學》雜志上發(fā)表論文，介紹了他們開發(fā)的小型機器人，這些機器人能夠作為一個集體協(xié)同工作，實現形狀的改變，甚至在固態(tài)與類似流體狀態(tài)之間轉換。

該團隊由馬修?德夫林（Matthew Devlin）領導，他們致力于探索如何構建能夠根據需要排列成幾乎任何形狀并具備任意物理特性的機器人集體。

馬普分子生物學與遺傳學研究所的奧特?坎帕斯（Otger Campàs）教授向《Ars Technica》表示，研究團隊從胚胎組織中汲取靈感，嘗試設計出具有類似能力的機器人。Campàs 團隊通過觀察胚胎發(fā)育的延時影像，發(fā)現胚胎組織在發(fā)育過程中也能在固態(tài)和流體態(tài)之間切換，從而塑造器官。他們思考如何將這一特性應用到機器人設計中。團隊專注于胚胎組織細胞的三種能力：一是細胞即使緊密相連也能相對移動；二是細胞通過釋放信號分子，讓鄰近細胞識別并響應，從而定向移動；三是細胞能夠相互粘附，形成堅固的整體?；谶@些能力，他們設計出具有類似功能的細胞狀機器人。

據了解，這些機器人配備了電動齒輪，使其能夠在集體內部移動；磁鐵則確保它們能夠緊密相連；此外，光探測器使它們能夠通過帶有偏振濾光片的手電筒接收指令。

在光信號的控制下，兩個機器人集體（共 20 個機器人）能夠相互靠近、在中間接觸并形成一座“橋”，能夠承受近 5 公斤的重量。它們還能組成一個立方體，支撐起一個重約 70 公斤的成年人。此外，它們可以圍繞物體流動，形成互補的形狀，并硬化以充當扳手。Campàs 表示：“這正是我們所設想的《終結者》式的變形?！?/p>

不過，這些機器人的直徑約為 5 厘米，離《終結者》中那種仿生金屬合金的微型化還差得很遠。Campàs 表示：“好消息是，我們不需要將機器人縮小到生物細胞的大小（約 10 微米）。只要達到 100 微米甚至 1 毫米的尺寸，機器人就已經相當令人印象深刻了。”然而，目前制造如此微小的機器人仍面臨巨大挑戰(zhàn)。即使解決了微型化問題，還有其他挑戰(zhàn)需要克服，比如機器人的供電問題。

研究中使用的機器人由鋰離子電池供電，能夠持續(xù)運行約半小時。不過，電力消耗主要集中在機器人從一種形狀切換到另一種形狀時。一旦機器人集體固定在一個形狀，它們只需要極少量的電力。但目前的問題是，每個機器人都需要手動充電。對于 20 個機器人的集體來說，這還尚可操作，但如果機器人數量增加到數百甚至數千個，這將是一個大問題。研究人員提出的一種可能解決方案是無線充電，但這需要實現長距離充電。目前，這種變形機器人集體主要作為一種概念驗證。

Campàs 強調：“我們距離《終結者》那樣的機器人還很遠，我必須說清楚，我們不可能在明天就實現它。如果你和從事微機電系統(tǒng)研究的人交流，就會知道這并非易事。”但他也表示，研究團隊已經為如何實現類似 T-1000 材料的功能提供了范例，接下來只需要解決機器人的微型化問題。他補充道：“我們的目標是激發(fā)人們的熱情，讓他們真正去實現這一目標。”