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康奈尔大学推出终结者式机器人!被刺伤后能检测到损伤,还可以当

  大数据文摘出品
  作者:Caleb
  《终结者》已经成为不少科幻电影迷心中的经典。
  电影中机器人T800从一个没有感情的机器人最终成长为理解人性与生命的生命体。
  深入人心的除了T800的形象外,反派液态金属机器人变形模仿和自我修复的能力也同样深入人心。
  最近,康奈尔大学的工程师们正在努力重建这种自我修复能力。
  不过他们的机器人可没有这么可怕,看起来甚至有点软萌:
  根据研究人员的说法,就是这些小型软体四足海星机器人,能利用光来检测外部受损状况,并当场进行自我修复。
  正如下图所示,实验中研究人员将机器人的一条腿刺穿6次,随后机器人检测到了损伤,在大约一分钟内自我修复了每个伤口,并做出了逃离动作,就像动物的应激反应一样。
  这种损伤智能(damageintelligence)在一些容易损伤的环境中至关重要,比如太空中的宇航服和超音速降落伞,以及设备寿命优先度更高的应用,比如用于人机交互的可穿戴设备。
  团队希望将机器人与能够识别它可能受到的不同触觉事件的机器学习算法相结合。
  康奈尔大学的教授RobShepherd表示:实验室一直在努力让机器人变得更耐用、更敏捷,这样它们就能工作得更久、功能更强。
  相关研究已经以论文的形式发表在了SCIENCEADVANCES上。
  论文链接:
  https:www。science。orgdoi10。1126sciadv。abq2104
  机器人的自我愈合,其实是一种化学反应
  机器人长时间运作之后,就会持续积累损伤。
  要让机器人自己来修复这些损伤,还需要一些手法。
  当然这得归功于通过机器人身体泵送的压缩空气。在机器人身上覆盖着一层自我修复的光纤传感器,这些传感器与能够检测其表面微小变化的LED灯结合在一起。
  在光纤传感器中,来自LED的光被送过一个叫做光波导(opticalwaveguide)的结构,将光束引导到某个方向。
  机器人中还安装有一个光电二极管,用于检测光线强度的变化,以确定材料何时何地被变形。
  为了让愈合过程更加有效进行,研究人员使用了聚氨酯尿素弹性体作为机器人的皮肤,这是一种透明和有弹性的材料。
  正因为此,当机器人受到损伤时,其暴露的一面会发生化学反应,引发互锁的聚合物链的重组,从而实现自我愈合。
  这种SHeaLDS技术(selfhealinglightguidesfordynamicsensing)正是使一个抗损伤的软体机器人能够在室温下自我愈合伤口的关键,而无需任何外部干预。
  通过这种自我修复技术的实现,未来机器人可以在特定环境中修复软体系统,如被太空碎片击中的宇航服或水下设备。
  终结者式机器人涌现
  终结者系列电影1984年上映进入大众视野,而相关技术在近年来也逐渐开始普及起来。
  2020年,美国陆军研究处和西北大学就相关技术进行了研究。研究人员试图将人工合成材料与活的生物有机体融合到一起,以实现T1000机器人的功能,不过他们表示,其与电影呈现的技术基础有所不同,机器人自我恢复速度也要慢一些。
  美陆军研究处高聚物化学计划管理人达万妮波雷在一份报告中称,利用和改造细胞装置以生产非生物性聚合物的能力,从本质上将把人工合成材料引入生物功能的领域。这可以使先进的高性能材料如纳米电子装置、自愈合材料和其他有用的材料为陆军所用。
  这一工艺还可能具有许多额外用途,包括制造保护士兵身体的材料、可生成电力的燃料电池以及各种类型的新型电子设备。从理论上讲,其可比现役装备拥有更长使用时间。
  2017年,比利时布鲁塞尔自由大学的研发人员们也推出了一种具有自动复原、自动疗愈功能的新材料,经过轻微的刀伤后能自动恢复成最初的状态。
  这种自愈材料是一种类似果冻的聚合物,通过40分钟和176华氏度的加热,材料内部会发生一种特殊反应,通过互相融合来进行自我修复,在24小时的常温条件下,机器人各项性能都能得到完全恢复。
  研发人员也通过一个用于抓取物体的机器手爪进行测试,经过一整天的融合,受到刀伤的机器手爪最终成功实现了自我修复。
  大学机器学和多体力学研发小组的博士BramVanderborght表示,《超能陆战队》里的‘大白’,我们可以把机器人传统机械元素改变,用柔性材料来代替,在电影中,‘大白’在警察局的自我修理过程给许多人留下了很深刻的印象,而实际上,通过一种自愈材料,所有机器人都可以向人类和自然动物一样实现自我修复的功能。
  这种自愈材料不仅对目前的机器人提供了更便宜简单的维修方式,更是对未来机器人的研发和建造有着重大而深刻的影响,也不用再担心因为损伤的风险而把机器人建造得过于笨重。
  仍然值得思考的是,随着相关技术的不断迈进,当机器人强大到能够实现自我修复,《终结者》的情节是否会在现实中上演?
  相关报道:
  https:www。dailymail。co。uksciencetecharticle11520519TerminatorstylerobotsurviveSTABBED。html

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