第四节 新材料 新威力

不规则形状的回归

机器人技术：变形虫为人们提供了研发能渗入禁区的新式柔软机器人的灵感。

困在石堆里，你在等待救援。然后，更糟的是，你看到一种小小的奇形怪状的东西从旁边的裂缝里穿进来。随即，救援队挖开碎石，把你救了出来。目前，这种情景还只存在于科幻小说中，但或许不久的将来就会成为现实。人们传统上认为机器人是由金属做成的，但一些业内人士好奇，为什么机器人就一定得是金属做的。机器人的外形一般都比较像人形，或是昆虫甚至坦克，但一些机器人科学家却决定从小小的变形虫身上寻求灵感。

美国国防部非常看重这种想法，其下属的研究机构高级项目研究局拿出330万美元资助iRobot公司（这家公司最有名产品是机器人吸尘器“伦巴”）。该公司的克里斯·琼斯（Chris Jones）说，国防部对此款机器人的要求是能够穿过相当于其直径一半大小的开口。

结果像黏液一样的Chembot机器人便诞生了，它靠改变外形进行移动。为了达到这个目的，iRobot公司的工程师运用了“堵塞”原理，即一些特殊材料经过压缩后可以变得非常坚固，但又能像液体一样挤入特定的空间。琼斯博士说，这就好比是真空包装的咖啡一样。未打开时，包装摸上去非常坚硬，因为外部气压在向其施压。但打开包装后，空气进入，里外气压相等。咖啡还是它本来的形状，而包装的形状却可以任意改变。Chembot机器人外形就像不规则的球，由柔软的三角形小室组成，每一个小室都充满了固体颗粒。位于中央的控制系统使用微型压缩仪向小室充放空气。当把少量空气充进三角形小室内后，它们就会改变固态形状。固体颗粒随之四散开来，小室就能改变形状。增加机器人某一面小室内的气压，它们就会膨胀，机器人就随之微微滚动，反复充压和排压就能使机器人大幅滚动。这种变形能力同样能使机器人进入任何比它在全压缩状态下的形状大的空间，而不管这个空间是什么形状。