机器人可自我截肢 耶鲁大学研究人员拓展机器人的应用场景

盖世汽车讯 自我截肢似乎是一种极端举动，但事实证明，这种生存策略对许多生物来说特别有用。在实验室外，机器人同样可能面临许多潜在的危险：也许是树枝掉落或是在搜救任务中被困在岩石下。据外媒报道，耶鲁大学（Yale University）Rebecca Kramer-Bottiglio教授的实验室从蜥蜴、螃蟹等动物身上汲取灵感（这些动物在遇到危险时会毫不犹豫地断落身体的一部分）开发出新技术，可以让机器人有选择地断开肢体，从而摆脱潜在的危险。反之，这项技术还可使单独的机器人连接在一起，以执行无法独自完成的任务。这项研究目前已发表在期刊《先进材料》（Advanced Materials）上。

图片来源：Yale University

这项技术的关键是机器人专家发明的称为双连续热塑性弹性体的材料。这种热塑性弹性体在室温下是橡胶状固体，在284°F左右则会熔化成液体。研究人员将其注入由硅胶制成的泡沫状结构中，当热塑性弹性体熔化成液体时，泡沫状结构会将其固定在适当的位置。

工作原理

两个硅胶体的外露表面上各有一层双连续热塑性弹性体。加热泡沫后，热塑性弹性体会熔化成液体。然后，硅胶基体会像海绵一样吸住熔融材料，以防止其流出。

当两部分接触时，熔融材料会结合成连续的液团。随后材料冷却并固化以连接两部分。如果要断开连接，则需要加热连接处使材料熔化，从而使两部分轻松分离。

该研究的主要作者、博士生Bilige Yang表示：“如果机器人正在进行正常操作并在野外行走，但它的一条腿发生了意外——例如一块大石头落在了它的腿上——如果机器人是整体铸造的，那么正常情况下整个机器人都会被卡住。但是，由于我们能够熔化并削弱材料所在的关节，机器人的其余部分则能够在截肢后脱身。”

这是类似于蜥蜴使用的策略。如果攻击者抓住蜥蜴的尾巴，蜥蜴会自动断开肢体并迅速逃到安全地带。同样，螃蟹也会断落减缓自身速度的受伤附肢。但Kramer-Bottiglio实验室指出灵感的来源是蚂蚁世界。例如，许多蚂蚁可以连接起来形成一座桥以穿过森林地面上的缺口，或是形成一个球形以漂浮在水面上。

Yang指着实验室柜台上的两个小型机器人设备，表示其中任意一个都无法单独安全地穿过一个较宽的缺口。他解释道：“如果单个机器人试图穿过这个缺口，它就会掉下去。但如果把几个机器人组合在一起，则可以顺利通过。在不同类型的搜救任务中，这项技术将使机器人能够更好地驾驭这些类型的场景。”

接下来，该研究团队将把这项技术应用于实验室开发的其它软体机器人。Kramer-Bottiglio表示：“我们的材料不仅有助于机器人生存，还能实现动态形状变化。机器人模块可以自主重新配置成不同的形态，以执行需要特定形状和行为的任务。”