在現今這個科技飛速發展的時代，機器人應用逐漸從工業領域，拓展到醫療、救援、探索等多樣化場景。而傳統上，由金屬和塑膠等堅硬材料製成的機器人，雖然具備強大的承載力與精確性，但在面對某些複雜或極端的環境時，靈活性與適應性的不足，是最大的挑戰。
為了解決這一問題，科學家們開始轉向「軟」機器人的研究。這些由柔軟材料構成的機器人，不僅能在狹小空間內靈活活動，還能完成更加複雜的任務。耶魯大學的一個研究團隊，從壁虎斷尾求生的自然現象中獲得啟發，開發出了一種具備自我截肢能力的軟機器人，為機器人技術開啟了新的大門。
為什麼要讓機器人學會「自我截肢」？
「軟機器人」顧名思義，是由具有彈性和變形能力的材料製成的機器人。和傳統的硬機器人相比，它們更靈活，能夠輕鬆應對各種複雜環境。
在現實世界中，機器人經常面臨許多挑戰。例如，當它們執行搜救任務時，可能會被瓦礫或其他障礙物困住，這對傳統的硬機器人來說，往往代表著任務的終結。
然而，耶魯大學開發的這項新技術，能夠幫助機器人從這些困境中解脫。研究人員透過模仿壁虎在遇到捕食者時斷尾逃生的行為，研發出了一種能夠在關鍵時刻自我截肢的機器人。這種機器人在遇到障礙物或危險時，可以自動斷開肢體，保護剩餘部分繼續完成任務。
這種能力不僅大大提高了機器人在極端環境中的生存能力，還能讓它們在更加複雜的任務中發揮作用。
技術上怎麼讓機器人做到「斷尾求生」？
之所以可以成功複製這樣的行為，是因為這款機器人具有特殊的關節。關節由一種具有橡膠質感的材料構成，當溫度升高時，材料會變得更加液化，機器人就可以斷開肢體，而在冷卻後，這些材料又會重新固化，實現肢體的再連接。
在耶魯大學的實驗室中，這些軟機器人不僅可以自行斷肢，還可以進行模組組合，根據任務需要靈活調整形態。例如將多個機器人組合起來，聯手搭建橋梁跨越障礙，便可完成單一機器人無法完成的任務。
這讓它們在面對各種任務時能夠擁有更大的適應性和靈活性，不用局限於固定的功能模式，還能根據環境的變化進行即時的功能調整。
「軟機器人」的應用潛力有多大？
軟機器人的應用潛力非常廣泛，耶魯大學的研究者們認為，這些能夠自我截肢的機器人未來可以用於各種危險環境中的搜救行動，例如在瓦礫堆中尋找倖存者，或者在險峻的地形上進行行星探索。
因為當機器人被困時，它們可以直接斷開肢體，繼續完成探索或救援任務，而不會被完全卡住。
除此之外，軟機器人還可以應用於其他更多的場景。相比於傳統的硬體機器人，軟機器人具有更高的靈活性，能夠在人體內或水下這樣的複雜環境中進行操作，這為醫療和探索領域帶來了更多可能性。
例如，一個由軟材料製成的小型機器人，或許可以更容易且安全地進入人體，並將藥物精確送達到指定部位，減少手術的風險；或是在水下，機器人也能靈活移動，執行探索和調查任務。
耶魯大學研究下一階段：將軟機器人「模組化」
耶魯大學的研究團隊並不僅限於這一項創新，他們計劃將這項技術應用於更多的軟體機器人，讓它們在更多場景中發揮作用。
而研究團隊的下一步計劃，是開發一種能夠在陸地和水中自由切換的機器人，這種機器人具備海龜一樣的靈活性，能夠在不同環境中執行複雜任務。
未來，這些軟機器人計劃被設計成多模組系統，能夠根據任務需求進行自我調整和變形，甚至在過程中新增更多的功能和能力。
例如，當某個軟體機器人發現自身運算能力不足時，它可以透過與其他機器人相連，獲取更多的運算資源，從而提升自己的處理能力。這種動態調整的能力，將大大拓展軟體機器人在未來的應用場景。
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＊本文開放合作夥伴轉載，參考資料：《CNN》、Yale School of Engineering & Applied Science、《nature communications》，首圖來源：The Faboratory at Yale University。
