第四節(jié) 新材料 新威力

不規(guī)則形狀的回歸

機(jī)器人技術(shù)：變形蟲(chóng)為人們提供了研發(fā)能滲入禁區(qū)的新式柔軟機(jī)器人的靈感。

困在石堆里，你在等待救援。然后，更糟的是，你看到一種小小的奇形怪狀的東西從旁邊的裂縫里穿進(jìn)來(lái)。隨即，救援隊(duì)挖開(kāi)碎石，把你救了出來(lái)。目前，這種情景還只存在于科幻小說(shuō)中，但或許不久的將來(lái)就會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。人們傳統(tǒng)上認(rèn)為機(jī)器人是由金屬做成的，但一些業(yè)內(nèi)人士好奇，為什么機(jī)器人就一定得是金屬做的。機(jī)器人的外形一般都比較像人形，或是昆蟲(chóng)甚至坦克，但一些機(jī)器人科學(xué)家卻決定從小小的變形蟲(chóng)身上尋求靈感。

美國(guó)國(guó)防部非?？粗剡@種想法，其下屬的研究機(jī)構(gòu)高級(jí)項(xiàng)目研究局拿出330萬(wàn)美元資助iRobot公司（這家公司最有名產(chǎn)品是機(jī)器人吸塵器“倫巴”）。該公司的克里斯·瓊斯（Chris Jones）說(shuō)，國(guó)防部對(duì)此款機(jī)器人的要求是能夠穿過(guò)相當(dāng)于其直徑一半大小的開(kāi)口。

結(jié)果像黏液一樣的Chembot機(jī)器人便誕生了，它靠改變外形進(jìn)行移動(dòng)。為了達(dá)到這個(gè)目的，iRobot公司的工程師運(yùn)用了“堵塞”原理，即一些特殊材料經(jīng)過(guò)壓縮后可以變得非常堅(jiān)固，但又能像液體一樣擠入特定的空間。瓊斯博士說(shuō)，這就好比是真空包裝的咖啡一樣。未打開(kāi)時(shí)，包裝摸上去非常堅(jiān)硬，因?yàn)橥獠繗鈮涸谙蚱涫骸５蜷_(kāi)包裝后，空氣進(jìn)入，里外氣壓相等。咖啡還是它本來(lái)的形狀，而包裝的形狀卻可以任意改變。Chembot機(jī)器人外形就像不規(guī)則的球，由柔軟的三角形小室組成，每一個(gè)小室都充滿了固體顆粒。位于中央的控制系統(tǒng)使用微型壓縮儀向小室充放空氣。當(dāng)把少量空氣充進(jìn)三角形小室內(nèi)后，它們就會(huì)改變固態(tài)形狀。固體顆粒隨之四散開(kāi)來(lái)，小室就能改變形狀。增加機(jī)器人某一面小室內(nèi)的氣壓，它們就會(huì)膨脹，機(jī)器人就隨之微微滾動(dòng)，反復(fù)充壓和排壓就能使機(jī)器人大幅滾動(dòng)。這種變形能力同樣能使機(jī)器人進(jìn)入任何比它在全壓縮狀態(tài)下的形狀大的空間，而不管這個(gè)空間是什么形狀。