全球首個全軟體機器人問世：自帶燃料、能屈能伸的變色章魚

【亞太日報訊】近日，一個研究團隊日前在英國《自然》雜誌上發表報告說，他們利用3D打印技術製作出一個完全軟體結構的自驅動機器人，即一種可以自行攜帶燃料供給的軟體機器人。他們通過一個發生在主板上的化學反應來提供動力。主板會給予一個清晰的指令，接著化學反應的產物將會控制機器人的移動。

盡管這項研究成果非常有限，但是那些“創造家們”盡可能地給機器人加上了一些非常炫酷的因素，比如讓它的外觀看上去更像章魚。圖片翻拍自BBC

由美國哈佛大學領銜的研究團隊利用3D打印技術製作出一個擁有8只手臂的章魚倣生機器人。這是一個由硅橡膠製成的軟體結構，高度不到2釐米，不僅包含內部控制系統且自帶燃料，能夠實現一定程度的自主驅動，無需拖著大量外接管線。研究團隊宣稱，這是世界上第一只真正意義上的柔性機器人：不含任何堅硬的零部件，完全依靠微流體動力控制，可以自主活動。

傳統機器人主要由金屬等硬質材料製成，很大程度上限制了它們的靈活性，尤其是在狹窄空間作業的能力。與金屬機器人相比，軟體機器人擁有著許多優勢，比如可以通過3D打印技術輕松定制形狀規格，遇到狹小空間時能夠靈活收縮通過等等。

這些機器人在通過狹小的裂縫時，可以擠壓壓縮自己的身體以通過，展現了巨大的潛力。這個版本的章魚機器人已經可以改變外觀的顏色。圖片翻拍自BBC

研究團隊為這個機器人設計了一個非常巧妙的內部控制系統。作為燃料的過氧化氫溶液注入機器人體內後，與催化劑鉑反應後會生成水和氧氣。在控制系統協調下，氧氣被傳遞到特定區域，從而讓機器人的指定手臂膨脹、伸縮，實現以氣動方式驅動。最終這些氣體會通過排氣孔從機器人體內釋放出來。

報告作者之一、哈佛大學學者羅伯特·伍德在一份聲明中指出：“一直以來，研究者開發柔性機器人時的難點在於，需要找到合適的材料替代電池、電路板等，再將它們組合在一起。”讓這只章魚動起來的不是什麼機械動力，而是章魚的中央控制器定時釋放的過氧化氫與液態矽膠的化學反應。因此這隻章魚才能做到觸感柔軟，如同真的章魚一樣擁有伸展彈性。羅伯特·伍德說，目前向這個機器人注入1毫升燃料最多能運行8分鐘。它只是一個技術展示原型，並非設計來完成任何特定任務。

圖片翻拍自BBC

這隻軟體章魚機器人將燃料攜帶在主體中，但是燃料儲存在了一個非常靈活的油箱中。燃料在主體中而不是在外部燃燒室中經曆化學反應。燃料並不完全燃燒，它是過氧化氫的一種溶液。當它與鉑催化劑接觸時，這種化學物質生成水並放出氧氣。氧氣將用來作為動力支持機器人運動，就像是壓縮空氣運用在早期的機器人身上一樣。

雖然目前這隻軟體章魚機器人並沒有什麼實際作用，但是這種成功的嘗試提供了一種研究方向，為將來柔性機器人的設計與應用提供了靈感。

研究團隊的下一步計劃則是在章魚設計的基礎上，讓它能做更多的活動，與周邊環境進行一定的互動，起碼下一個版本應該能在水池裏遊上一陣子了。研究人員表示，未來進一步改進控制系統後，或許能提高機器人的運行持續時間。如果再配合新的肢體設計，就能完成更複雜的動作。

（亞太日報綜合）