康乃爾大學推出「終結者」機器人，能自我修復損傷

大數據文摘出品

作者：Caleb

《魔鬼終結者》已經成為不少科幻電影迷心中的經典。

電影中機器人T-800從一個沒有感情的機器人最終成長為理解人性與生命的生命體。

深入人心的除了T-800的圖像外，反派液態金屬機器人變形模仿和自我修復的能力也同樣深入人心。

最近，康乃爾大學的工程師們正在努力重建這種自我修復能力。

不過他們的機器人可沒有這麼可怕，看起來甚至有點軟萌：

根據研究人員的說法，就是這些小型軟體四足海星機器人，能利用光線來偵測外部受損狀況，並當場進行自我修復。

正如下圖所示，實驗中研究人員將機器人的一條腿刺穿6次，隨後機器人檢測到了損傷，在大約一分鐘內自我修復了每個傷口，並做出了「逃離」動作，「就像動物的壓力反應一樣」。

#這種損傷智能（damage intelligence）在一些容易損傷的環境中至關重要，例如太空中的太空衣和超音速降落傘，以及設備壽命優先度更高的應用，例如用於人機互動的可穿戴設備。

團隊希望將機器人與能夠識別它可能受到的不同「觸覺事件」的機器學習演算法結合。

康乃爾大學的教授Rob Shepherd表示：「實驗室一直在努力讓機器人變得更耐用、更敏捷，這樣它們就能工作得更久、更強大」

相關研究已經以論文的形式發表在了SCIENCE ADVANCES上。

論文連結：

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

機器人的自我癒合，其實是一種化學反應

## 機器人長時間運作之後，就會持續累積損傷。

要讓機器人自己來修復這些損傷，還需要一些手法。

當然這得歸功於透過機器人身體泵送的壓縮空氣。在機器人身上覆蓋著一層自我修復的光纖感測器，這些感測器與能夠檢測其表面微小變化的LED燈結合在一起。

在光纖感測器中，來自LED的光被送過一個叫做光波導（optical waveguide）的結構，將光束引導到某個方向。

機器人中還安裝有一個光電二極體，用於檢測光線強度的變化，以確定材料何時何地被變形。

為了讓癒合過程更加有效進行，研究人員使用了聚氨酯尿素彈性體作為機器人的“皮膚”，這是一種透明和有彈性的材料。

正因為此，當機器人受到損傷時，其暴露的一面會發生化學反應，引發互鎖的聚合物鏈的重組，從而實現自我癒合。

這種SHeaLDS技術（self-healing light guides for dynamic sensing）正是使一個抗損傷的軟體機器人能夠在室溫下自我癒合傷口的關鍵，而無需任何外部幹預。

#透過這種自我修復技術的實現，未來機器人可以在特定環境中修復軟體系統，如被太空碎片擊中的太空衣或水下設備。

終結者式機器人湧現

「終結者」系列電影1984年上映進入大眾視野，而相關技術在近年來也逐漸開始普及起來。

2020年，美國陸軍研究處和西北大學就相關技術進行了研究。研究人員試圖將人工合成材料與活的生物有機體融合在一起，以實現T-1000機器人的功能，不過他們表示，其與電影呈現的技術基礎有所不同，機器人自我恢復速度也要慢一些。

美陸軍研究處高聚物化學計畫管理人達萬妮·波雷在一份報告中稱，「利用和改造細胞裝置以生產非生物性聚合物的能力，本質上將把人工合成材料引入生物功能的領域。這可以使先進的高性能材料如奈米電子裝置、自癒合材料和其他有用的材料為陸軍所用」。

這項工藝還可能具有許多額外用途，包括製造保護士兵身體的材料、可生成電力的燃料電池以及各種類型的新型電子設備。從理論上講，其可比現役裝備擁有更長使用時間。

#2017年，比利時布魯塞爾自由大學的研發人員也推出了具有自動復原、自動療癒功能的新材料，經過輕微的刀傷後能自動恢復成最初的狀態。

這種自癒材料是一種類似果凍的聚合物，透過40分鐘和176華氏度的加熱，材料內部會發生一種特殊反應，透過互相融合來進行自我修復，在24小時的常溫條件下，機器人各項性能都能完全恢復。

研發人員也透過一個用於抓取物體的機器手爪進行測試，經過一整天的融合，受到刀傷的機器手爪最終成功實現了自我修復。

#大學機器學和多體力學研發小組的Bram Vanderborght博士表示，「《超能陸戰隊》裡的'大白'，我們可以把機器人傳統機械元素改變，用柔性材料來代替，在電影中，'大白'在警察局的自我修理過程給許多人留下了很深刻的印象，而實際上，透過一種自癒材料，所有機器人都可以向人類和自然動物一樣實現自我修復的功能」。

這種自癒材料不僅對目前的機器人提供了更便宜簡單的維修方式，更是對未來機器人的研發和建造有著重大而深刻的影響，也不用再擔心因為損傷的風險而把機器人建造得過於笨重。

仍然值得思考的是，隨著相關技術的不斷邁進，當機器人強大到能夠實現自我修復，《魔鬼終結者》的情節是否會在現實中上演？

相關報告：

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

以上是康乃爾大學推出「終結者」機器人，能自我修復損傷的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！