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作者：Caleb?

《終結(jié)者》已經(jīng)成為不少科幻電影迷心中的經(jīng)典。

電影中機(jī)器人T-800從一個(gè)沒(méi)有感情的機(jī)器人最終成長(zhǎng)為理解人性與生命的生命體。

深入人心的除了T-800的形象外，反派液態(tài)金屬機(jī)器人變形模仿和自我修復(fù)的能力也同樣深入人心。

最近，康奈爾大學(xué)的工程師們正在努力重建這種自我修復(fù)能力。

不過(guò)他們的機(jī)器人可沒(méi)有這么可怕，看起來(lái)甚至有點(diǎn)軟萌：

根據(jù)研究人員的說(shuō)法，就是這些小型軟體四足海星機(jī)器人，能利用光來(lái)檢測(cè)外部受損狀況，并當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行自我修復(fù)。

正如下圖所示，實(shí)驗(yàn)中研究人員將機(jī)器人的一條腿刺穿6次，隨后機(jī)器人檢測(cè)到了損傷，在大約一分鐘內(nèi)自我修復(fù)了每個(gè)傷口，并做出了“逃離”動(dòng)作，“就像動(dòng)物的應(yīng)激反應(yīng)一樣”。

這種損傷智能（damage intelligence）在一些容易損傷的環(huán)境中至關(guān)重要，比如太空中的宇航服和超音速降落傘，以及設(shè)備壽命優(yōu)先度更高的應(yīng)用，比如用于人機(jī)交互的可穿戴設(shè)備。

團(tuán)隊(duì)希望將機(jī)器人與能夠識(shí)別它可能受到的不同“觸覺(jué)事件”的機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合。

康奈爾大學(xué)的教授Rob Shepherd表示：“實(shí)驗(yàn)室一直在努力讓機(jī)器人變得更耐用、更敏捷，這樣它們就能工作得更久、功能更強(qiáng)。”

相關(guān)研究已經(jīng)以論文的形式發(fā)表在了SCIENCE ADVANCES上。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq2104

機(jī)器人的自我愈合，其實(shí)是一種化學(xué)反應(yīng)?

機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作之后，就會(huì)持續(xù)積累損傷。

要讓機(jī)器人自己來(lái)修復(fù)這些損傷，還需要一些手法。

當(dāng)然這得歸功于通過(guò)機(jī)器人身體泵送的壓縮空氣。在機(jī)器人身上覆蓋著一層自我修復(fù)的光纖傳感器，這些傳感器與能夠檢測(cè)其表面微小變化的LED燈結(jié)合在一起。

在光纖傳感器中，來(lái)自LED的光被送過(guò)一個(gè)叫做光波導(dǎo)（optical waveguide）的結(jié)構(gòu)，將光束引導(dǎo)到某個(gè)方向。

機(jī)器人中還安裝有一個(gè)光電二極管，用于檢測(cè)光線強(qiáng)度的變化，以確定材料何時(shí)何地被變形。

為了讓愈合過(guò)程更加有效進(jìn)行，研究人員使用了聚氨酯尿素彈性體作為機(jī)器人的“皮膚”，這是一種透明和有彈性的材料。

正因?yàn)榇耍?dāng)機(jī)器人受到損傷時(shí)，其暴露的一面會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引發(fā)互鎖的聚合物鏈的重組，從而實(shí)現(xiàn)自我愈合。

這種SHeaLDS技術(shù)（self-healing light guides for dynamic sensing）正是使一個(gè)抗損傷的軟體機(jī)器人能夠在室溫下自我愈合傷口的關(guān)鍵，而無(wú)需任何外部干預(yù)。

通過(guò)這種自我修復(fù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，未來(lái)機(jī)器人可以在特定環(huán)境中修復(fù)軟體系統(tǒng)，如被太空碎片擊中的宇航服或水下設(shè)備。

終結(jié)者式機(jī)器人涌現(xiàn)?

“終結(jié)者”系列電影1984年上映進(jìn)入大眾視野，而相關(guān)技術(shù)在近年來(lái)也逐漸開(kāi)始普及起來(lái)。

2020年，美國(guó)陸軍研究處和西北大學(xué)就相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。研究人員試圖將人工合成材料與活的生物有機(jī)體融合到一起，以實(shí)現(xiàn)T-1000機(jī)器人的功能，不過(guò)他們表示，其與電影呈現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)有所不同，機(jī)器人自我恢復(fù)速度也要慢一些。

美陸軍研究處高聚物化學(xué)計(jì)劃管理人達(dá)萬(wàn)妮·波雷在一份報(bào)告中稱(chēng)，“利用和改造細(xì)胞裝置以生產(chǎn)非生物性聚合物的能力，從本質(zhì)上將把人工合成材料引入生物功能的領(lǐng)域。這可以使先進(jìn)的高性能材料如納米電子裝置、自愈合材料和其他有用的材料為陸軍所用”。

這一工藝還可能具有許多額外用途，包括制造保護(hù)士兵身體的材料、可生成電力的燃料電池以及各種類(lèi)型的新型電子設(shè)備。從理論上講，其可比現(xiàn)役裝備擁有更長(zhǎng)使用時(shí)間。

2017年，比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)的研發(fā)人員們也推出了一種具有自動(dòng)復(fù)原、自動(dòng)療愈功能的新材料，經(jīng)過(guò)輕微的刀傷后能自動(dòng)恢復(fù)成最初的狀態(tài)。

這種自愈材料是一種類(lèi)似果凍的聚合物，通過(guò)40分鐘和176華氏度的加熱，材料內(nèi)部會(huì)發(fā)生一種特殊反應(yīng)，通過(guò)互相融合來(lái)進(jìn)行自我修復(fù)，在24小時(shí)的常溫條件下，機(jī)器人各項(xiàng)性能都能得到完全恢復(fù)。

研發(fā)人員也通過(guò)一個(gè)用于抓取物體的機(jī)器手爪進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)一整天的融合，受到刀傷的機(jī)器手爪最終成功實(shí)現(xiàn)了自我修復(fù)。

大學(xué)機(jī)器學(xué)和多體力學(xué)研發(fā)小組的博士Bram Vanderborght表示，“《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》里的‘大白’，我們可以把機(jī)器人傳統(tǒng)機(jī)械元素改變，用柔性材料來(lái)代替，在電影中，‘大白’在警察局的自我修理過(guò)程給許多人留下了很深刻的印象，而實(shí)際上，通過(guò)一種自愈材料，所有機(jī)器人都可以向人類(lèi)和自然動(dòng)物一樣實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)的功能”。

這種自愈材料不僅對(duì)目前的機(jī)器人提供了更便宜簡(jiǎn)單的維修方式，更是對(duì)未來(lái)機(jī)器人的研發(fā)和建造有著重大而深刻的影響，也不用再擔(dān)心因?yàn)閾p傷的風(fēng)險(xiǎn)而把機(jī)器人建造得過(guò)于笨重。

仍然值得思考的是，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷邁進(jìn)，當(dāng)機(jī)器人強(qiáng)大到能夠?qū)崿F(xiàn)自我修復(fù)，《終結(jié)者》的情節(jié)是否會(huì)在現(xiàn)實(shí)中上演？

相關(guān)報(bào)道：

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-11520519/Terminator-style-robot-survive-STABBED.html