如今的機(jī)器人面臨諸多限制——它們的身體通常是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，既無法生長，也無法自我修復(fù)，更無法適應(yīng)周圍環(huán)境。據(jù)外媒報(bào)道，哥倫比亞大學(xué)（Columbia University）的科學(xué)家們研發(fā)出了一種機(jī)器人，它能夠通過整合來自自身環(huán)境或其他機(jī)器人的材料，實(shí)現(xiàn)物理上的“生長”、“自愈”和自我提升。期刊《Science Advances》發(fā)表的一項(xiàng)新研究描述了這一被稱為“機(jī)器人新陳代謝”的過程，它使機(jī)器人能夠吸收并重復(fù)使用來自其他機(jī)器人或其周圍環(huán)境的部件。

圖片來源： 期刊《Science Advances》

“真正的自主意味著機(jī)器人不僅要獨(dú)立思考，還要能夠自主維持體力，”哥倫比亞工程學(xué)院和華盛頓大學(xué)（University of Washington）的主要作者兼研究員Philippe Martin Wyder解釋道?！熬拖裆矬w吸收和整合資源一樣，這些機(jī)器人能夠利用來自周圍環(huán)境或其他機(jī)器人的材料進(jìn)行生長、適應(yīng)和修復(fù)?！?p>

這種新范式在Truss Link上得到了展示——這是一種受Geomag玩具啟發(fā)的機(jī)器人磁棒。Truss Link是一個(gè)簡單的條形模塊，配備了自由形狀的磁性連接器，可以擴(kuò)展、收縮并以各種角度與其他模塊連接，從而使它們能夠形成越來越復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

研究人員展示了單個(gè)桁架鏈如何自組裝成二維形狀，進(jìn)而變形為三維機(jī)器人。這些機(jī)器人隨后通過集成新部件進(jìn)一步改進(jìn)自身，有效地“成長”為功能更強(qiáng)大的機(jī)器。例如，一個(gè)三維四面體形狀的機(jī)器人集成了一個(gè)額外的鏈環(huán)，它可以像拐杖一樣使用，從而將其下坡速度提高66.5%以上。

“過去十年，機(jī)器人思維通過機(jī)器學(xué)習(xí)突飛猛進(jìn)，但機(jī)器人軀體仍然是單一的、缺乏適應(yīng)性的、不可回收的，”論文合著者、哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程系主任、James and Sally Scapa創(chuàng)新教授兼系主任、創(chuàng)意機(jī)器實(shí)驗(yàn)室主任（Creative Machines lab）Hod Lipson說道?！跋啾戎?，生物體則完全依賴于適應(yīng)——生命體能夠生長、自愈和適應(yīng)。很大程度上，這種能力源于生物體的模塊化特性，它能夠使用和重復(fù)使用來自其他生命體的模塊（氨基酸）。最終，我們必須讓機(jī)器人也能做到這一點(diǎn)——學(xué)會使用和重復(fù)使用其他機(jī)器人的部件。你可以將這個(gè)新興領(lǐng)域視為一種‘機(jī)器新陳代謝’。”

研究人員設(shè)想的未來機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)中，機(jī)器能夠獨(dú)立維持自身運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷成長，并適應(yīng)不可預(yù)見的任務(wù)和環(huán)境。通過模仿自然的方式——用簡單的構(gòu)件構(gòu)建復(fù)雜的結(jié)構(gòu)——機(jī)器人新陳代謝為能夠進(jìn)行身體發(fā)育并具有長期恢復(fù)力的自主機(jī)器人鋪平了道路。

“機(jī)器人新陳代謝為物理世界提供了一個(gè)數(shù)字接口，使人工智能不僅能在認(rèn)知上進(jìn)步，還能在物理上進(jìn)步——從而創(chuàng)造出一個(gè)全新的自主維度，”Wyder說道?！白畛?，具備機(jī)器人新陳代謝能力的系統(tǒng)將用于災(zāi)難恢復(fù)或太空探索等特殊應(yīng)用。最終，它將開啟一個(gè)人工智能能夠構(gòu)建物理結(jié)構(gòu)或機(jī)器人的世界，就像它今天在你的電子郵件中書寫或重新排列文字一樣?！?p>

Lipson謹(jǐn)慎地總結(jié)道：“自我復(fù)制機(jī)器人的形象會讓人聯(lián)想到一些糟糕的科幻場景。但現(xiàn)實(shí)是，隨著我們越來越多地將自己的生活交給機(jī)器人——從無人駕駛汽車到自動化制造，甚至國防和太空探索。誰來照顧這些機(jī)器人？我們不能依靠人類來維護(hù)這些機(jī)器。機(jī)器人最終必須學(xué)會照顧自己?！?p>