物理學家們發(fā)現了一種新的方法，可以給軟體機器人涂上一層材料，讓它們以更有目的性的方式移動和工作。這項研究由英國巴斯大學（University of Bath）領導，已于近期發(fā)表在了《科學進展》雜志上。

研究報告的作者認為，他們使用活性物質進行的突破性建模，可能標志著機器人設計的一個轉折點。隨著這一概念的進一步發(fā)展，確定柔軟固體的形狀、運動和行為可能不是通過其自然彈性，而是通過其表面控制活動。

普通軟性材料的表面總是收縮成球體。比如，水珠的出現是因為液體和其他軟性物質的表面會自然收縮到盡可能小的表面積——即球體。但活性物質可以設計成能夠對抗這一趨勢。一個例子是包裹在一層納米機器人中的橡皮球，通過編程，這些機器人可以協(xié)同工作，把這個球變?yōu)橐粋€預先確定的新形狀。

人們希望，活性物質將帶來能自下而上運轉的新一代機器。這些新機器不是由中央控制器來控制，而是由許多活性單位制成，這些單位會相互合作，以決定機器的運動和功能。這類似于人體生物組織的運轉，如心肌中的纖維。

利用這個想法，科學家們可以設計出柔軟的機器，其手臂由柔性材料制成，并由嵌入其表面的機器人提供動力。研究第一作者Jack Binysh博士說，“活性物質使我們以一種新的眼光看待熟悉的自然規(guī)則。”

論文的通訊作者Anton Souslov博士補充道，“這項研究是對這個概念的重要證明，有很多有用的啟示。例如，未來的技術可能會生產出柔軟得多的機器人，它們能更好地拾起和操縱精致的材料。”

在這項研究中，研究人員開發(fā)了理論和模擬以描述一個三維軟體，據悉，這個軟體表面經歷了主動應力。結果他們發(fā)現，這些活性應力擴大了材料的表面并把下面的固體也拉了過來，另外還引起了整體形狀的變化。研究人員發(fā)現，固體所采用的精確形狀可以通過改變材料的彈性特性來定制。

接下來，研究人員將應用這一一般原理來設計特定的機器人如軟臂或自游泳的材料，實際上他們已經開始這么做了。此外，他們還將開始研究材料的群體行為，如當你擁有許多活性固體并讓它們擠在一起時會發(fā)生什么。