可按需像固体或流体一样作用的仿生机器人集群

受组织中细胞协作的启发，研究人员开发出了一种机器人集体行动系统：该系统能够在可支撑数百倍于自身重量的刚性和固体结构之间转换。这一进步克服了所谓“机器人材料”开发中的一个核心挑战：将单个机器人单元构建成一个整体的动态自适应结构的连贯网络。实现这些系统面临一个根本性的挑战：这种“材料”必须既具有足够的强度和刚度以支撑负载，同时又能在开关一按之间自由流转而呈现新的形态。与惰性材料和传统机器人系统不同，活性胚胎组织具有非凡的可在内部调节其时空力学性能的能力。受活体胚胎组织的启发，Matthew Devlin 和同事通过使用马达齿轮、光感受器和滚动磁铁设计了可模仿细胞间关键性互动机制的机器人集群。这些性能可以精确把控力的波动和极性，使该系统能够动态调整刚度和流动性。Devlin 等人展示了由机器人单元形成的支柱，后者合并形成了一个稳定的承重拱形结构。该集群还展现出自我修复能力，即通过流态化来弥补结构缺陷。它还表现出操控物体的能力：能通过施加定向力来移动物体。此外，该系统还能适应成为功能性工具，即先在物体周围流动，然后再变硬为能够施加扭矩的扳手。研究人员进一步展示了支撑性结构，其中该集群所承受的负载超过了单个单元的重量：它能先支撑一个人的重量（约 700 牛顿），然后再轻松地转换回流体状态。