美国普林斯顿大学团队在 4 月 24 日开发出一种创新材料。这种材料可以进行扩展、变形和移动。它还能像遥控机器人那样依据电磁指令执行任务。并且，这种材料没有传统的马达，也没有内部齿轮，但却能够改变形状并移动。团队在最新一期《自然》杂志发表的文章中描述了以下内容：借鉴了折纸艺术，从而创造出了这种结构，这种结构模糊了机器人与材料之间的界限。
这种创新材料属于超材料，它的特性是由物理结构来决定的，而不是化学成分。团队通过运用简单的塑料以及定制的磁性复合材料，构建出了一个能够远程操控的模块化组合体，也就是“元机器人”（Metabot）。借助磁场，他们能够改变超材料的结构，让其实现膨胀、移动以及变形等动作，并且所有这些操作都不需要接触材料本身。
该超材料由许多可重构单元组成，这些单元互为镜像。它们之间的手性关系使得复杂运动得以实现。只需给予轻微的电磁刺激，就能让 Metabot 进行大幅度的扭转、收缩等动作。这项技术有望在柔性机器人、航空航天工程、能量吸收以及体温调节等多个领域推动进步。
另一个潜在应用在于医疗领域。例如，未来能够借助类似的机器人把药物精准地输送至身体的特定部位，也可以让其辅助外科手术来修复受损组织。
团队展示了这种材料具备作为温度调节器的能力。在实验过程中，他们成功地把表面温度从 27 摄氏度调节到 70 摄氏度，接着又调回到原来的温度。
这种新材料的关键是其几何设计。团队制作了塑料管，这种塑料管具有特定排列的支撑支柱。当受到压缩时，它会发生扭曲；而当发生扭曲时，它又会被压缩。这种设计是以折纸中的克雷斯林图案为基础的。团队通过连接两个镜像的克雷斯林管，创建了基础构建块，并且使每个部分都能够独立响应精确设计的磁场。
这种材料因为手性所导致的不对称行为，能够展现出类似物理系统中的滞后现象，也就是系统的反应取决于其内部状态的历史变化。此特性对模拟那些难以用数学建模的复杂系统很有帮助。从长远角度看，这种超材料甚至有可能被用于设计模仿计算机晶体管逻辑门的物理结构。
【总编辑圈点】
这种材料对我们对机器人的传统理解构成了挑战，让人一下子就联想到《变形金刚》里的场景。或许它标志着机器人学迈入了一个新的时代。在这个时代里，智能行为能够凭借材料自身的特性直接得以实现，无需复杂的内部构造。这一发展将会极大地简化未来机器人的设计，同时提升其适应性与灵活性。该技术不仅应用于医疗领域，还能在提升航空设备性能方面提供解决方案，同时也能在改善建筑能效方面提供解决方案。从长远来看，它对我们思考材料、机器与智能之间的关系也是一种启示。