无需电子的机械群体机器人 ^{CEFR B2}

佐治亚理工学院的团队在期刊封面上报道了一种无需电子元件、无需电池、也无需机载计算的机械群体机器人。该研究由 Daniel Guggenheim 航空航天工程学院的助理教授 Bolei Deng 和航天工程博士生 Xinyi Yang 主导。研究者将这种纯机械的协同行为称为“机械智能”。

研究团队设计出一批相同的小颗粒，颗粒内部没有传感器、处理器或代码。每个单元周围带有若干柔性臂：当两个颗粒接触时，臂弯曲并卡住，像压缩的弹簧一样储存张力。外部振动可以释放这些张力，使臂突然张开并推动颗粒彼此分开，从而实现群体扩散。通过改变臂的曲率或刚度，可以调整释放时机和距离；一次振动就能触发预定的拆解顺序，交互顺序由物理连接方式决定，而非中央控制。

这些颗粒的尺寸范围很大，从一根人类头发的宽度到1.5 inches。在微小尺度时，它们可以进入血流并用超声激活。Deng 指出，群体可能将抗癌药物送达难以触及的肿瘤，同时尽量避免伤及健康组织，或绘制超出现有医学影像能力的血管图；Yang 补充，振动还能促使颗粒扩散到摄像头或导管无法到达的体腔区域。相同设计也适用于太空环境：电子设备在那儿易受辐射和极端温度影响，而小簇结构可以被发射或着陆后通过振动释放、自动扩散并重排，无需人为或电子控制。Deng 与 Yang 正在构建能够对不同脉冲做出差异响应的关节结构，使得不同振动下各部分能够解锁或重排。