受絲啟發的就地網絡纏繞技術應用於情境機器人

塔爾圖大學 (University of Tartu) 的科技研究所 (Institute of Technology) 的研究人員提出了一個機器人概念，這個機器人可以在現場用聚合物溶液纏繞出臨時的機器人形體和移動路徑。他們展示了一個用於精細操作的夾具和一座用來跨越碎片場和自然地形的橋。

雖然現在的大型語言模型可以即時適應不同情況，但它們的身體卻是固定的。它們要麼是為特定任務優化的，要麼是設計成一種通用的原則，這種原則很少能表現得很好。但是，如果一台機器能夠根據當前的需求，隨時隨地發展出所需的結構，那會怎樣呢？

塔爾圖大學的研究人員揭示了一個重新定義適應性的機器人概念，這個機器人可以像蜘蛛一樣，根據需求實際編織出自己的身體。通過擠出加熱的聚合物溶液，這些溶液冷卻後會變成細纖維，機器人可以在現場創造自定義的組件。這樣的結果是機器和環境之間的動態融合，打破了傳統機器人設計的僵化界限。

在一系列實驗中，團隊展示了機器人在複雜環境中運作的卓越能力。在一次演示中，機器人在模擬的碎片場上纏繞出一個連續的、靈活的纖維網絡，無論路徑上是鋒利的玻璃碎片還是柔軟的鳥羽，它都能自如地搭建自己的橋。

在另一個測試中，機器人纏繞出一個纖維“肢體”，輕柔地取回一朵脆弱的花，展示了其靈巧程度是預先設計的形體所無法比擬的。

團隊展示了現場纏繞的網絡能夠在幾乎任何基材上無差別地附著和固定，無論形狀、材料或聚集狀態如何。就像蜘蛛網一樣，這種合成網絡利用了物理附著和機械纏繞的特性，將自己固定在各種支撐物上。

在實驗中，這種網絡成功地在挑戰性的表面上固定，例如特氟龍 (Teflon)、浸泡在礦物油中的海綿和一片蠟質植物葉子。

研究的主要作者瑪麗·維赫馬 (Marie Vihmar) 表示：“我們的做法借鑒了蜘蛛這種自然界的巧妙工程師，但我們找到了一個漏洞，可以讓我們避開直接模仿蜘蛛的限制和過度複雜性。”

維赫馬擁有設計研究的背景，為非人類中心的設計帶來了新視角，並探討材料的形狀如何創造功能，而資深作者印德雷克·穆斯特 (Indrek Must) 則專注於材料科學，確保了這項創新的技術穩定性。

這項跨學科的合作結合了設計思維、材料科學和機器人技術，產生了傳統方法無法獲得的見解和解決方案。

通過利用聚合物纖維的自組裝特性，這些特性在自然界的蜘蛛脫落的風箏絲中也有觀察到，團隊創造了一個系統，能夠動態組裝以應對不可預測環境的即時挑戰。這不僅擴大了機器人在災難救援中的應用範圍，還重新思考了機器如何與世界互動。

這項貢獻為機器人鋪平了道路，使其不僅能適應周圍環境，還能主動改變環境。從災區的搜索和救援行動到自適應建設方法，這項技術挑戰了傳統的工業思維。這種創新的“森林思維”方法使機器能夠在現場成長和演變，而不是強迫環境適應僵化的預設系統。

這項研究標誌著生物靈感與機器人技術融合的重要一步。引入了一個時代，機器不再是靜態的工具，而是能夠在心理和物理上重新發明自己的動態實體。

提供者
愛沙尼亞研究委員會 (Estonian Research Council)