2019-12-12 19:15 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
研究人員成功訓練塑料片在光的指揮下「行走」。
圖源：ZENG AND ZHANG ET AL / MATTER
談到未來的類人機器人，一個由金屬和代碼構成的機器人形象也許會浮現在你的腦海中。然而，芬蘭的研究人員正在製造一種可調的「微型機器人」，它可能成為生物醫學工程的重要資產。
該「微型機器人」是由液晶聚合物網絡（大多數塑料的原料）和一層有熱反應的染料構成，能將能量轉化成彎曲運動（就像手指彎曲），從而以蝸牛般的速度「行走」。
該研究已發表於《物質》雜誌，這是無生命的物質第一次「學會」一個動作。研究人員用熱反應及其與光的相互作用來完成這項動作，就像訓練寵物一樣。
來自坦佩雷應用科學大學的Arri Priimägi表示：「我們的研究主題基本上就是在探尋，一個沒有生命的材料是否能夠以一種非常簡單的方式學到一個技能。」
學習是一系列過程，通過學習，生物系統或有機體會根據它們習得的經驗來改變相應的行為。
但其中的複雜性是未知的，涉及感知、記憶、運動、意識和獎賞機制，而其中的許多個因素只與活體生物有所關聯。
但簡單的有機體則是通過基礎的學習形式來學習，例如習慣、敏感性和最經典的條件作用。
而在微型機器人中，條件反射作用則被用來處理對中性刺雷射做出反應——彎曲。
Priimägi說道：「我的同事、來自阿爾託大學的Olli Ikkala教授提出了一個問題，即『物質材料也能學習嗎？如果能，那意味著什麼？』」
「於是，我們在實驗中聯手，做出了這個會學習的小機器人。」
當染料在表面擴散時，會使材料變藍，這會增加整體的光吸收度，從而增強光熱效應，並提高微型機器人的溫度。
然後，它就「學會」了這項技能：受到光照——開始自我加熱——做彎曲的動作。
除了行走，這種材料還可以識別並響應與其染料塗層相對應的不同波長的光。這個特性令它成為一種可遠程控制、可調節的微型軟體機器人，而這正是生物醫學應用中的理想材料。
Priimägi表示：「我認為還有很多非常酷的地方。」
「它們表現得就像小型的人造肌肉。我相信在未來，不僅是生物醫學，甚至是光子學等其它領域，都將受益於該技術。」
Priimägi表示，他們的研究靈感來自與巴甫洛夫的狗實驗。在這個實驗裡，狗將食物與鈴聲建立了聯繫，因此一旦聽到鈴聲，它們就會開始流口水。
他說道：「想一下我們的系統，熱量就是食物，光線就是巴甫洛夫實驗中的鈴聲。」
「很多人說，我們想的太遠了點。從某種意義上來說，這些說法是對的，因為與生物系統相比，這項研究所使用的材料非常簡單和有限。但在適當的條件下，這種類比是成立的。」
該團隊的下一步計劃是提高該系統的複雜性和可控性。
蝌蚪五線譜編譯自cosmosmagazine，譯者狗格格，轉載須授權
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