出故障何需外力，未来机器人能自我修复

最近，《自然材料》杂志发表了一篇论文，内容是关于美国卡内基梅隆大学工程学院的研究人员设计一种自我修复材料，这种材料能够在极端的机械损伤条件下自行修复。

这种材料可以帮助机器人在短时间内从损伤中恢复，可应用于仿生机器人、人机交互、可穿戴设备等领域。因为这种材料拉伸时不会改变其高导电性，所以它是电力和数据传输的理想材料。

这是一种软材料复合材料，由悬浮在软弹性体中的液态金属珠组成。当这种材料因拉伸或类似情况而损坏时，金属珠将破裂并与相邻的珠形成新的连接，电信号将不断重新分布。由这种材料的导线制成的电路板即使在切割、穿孔或材料去除的条件下也能保持完全连续的操作。

机械工程副教授Carmel Majidi说，在柔性电子领域的其他研究已经产生了具有弹性和变形能力的材料，但是这些材料仍然不能应对机械损伤的影响，从而导致立即的电气故障。我们发明的自修复材料已经达到了前所未有的水平，可以使软电子设备和机器像生物组织一样显示出非凡的韧性。

Majidi教授是柔性材料实验室的负责人，也是软材料科学领域开发新材料的先驱之一。他还说，制造与人体和环境更加兼容的机器将从新材料开始。

自然界中的许多生物都有自我修复的能力。当一些动物受伤时，它们可以通过跛行、转移重心或其他方式来维持。有些人扭伤了脚踝，即使受伤了，仍然可以继续行走。如今，一些科学家也在探索让机器人模仿并实现这种能力。

据英国《每日邮报》报道，5月3日，科学家开发出一种机器人，其算法可以绘制空间地图，并创建具有不同行走模式的数据库，即使腿受损、骨折或缺失，该机器人也能快速恢复。机器人可以用来完成对人类来说太危险的工作。

比利时布鲁塞尔*大学的研究人员已经开发出一种机器人，它可以在受到损坏时进行自我修复。它实际上是一个由聚合物制成的柔软的机械臂。当机械臂损坏时，可以通过加热来修复。当它被加热到80摄氏度时，聚合物的损坏程度将持续降低，直到它被冷却后恢复到其原始形状和强度。

该大学的研究人员还开发了一种模块化机器人，它可以调整自己的形状，通过拆分和合并形成一个全新的独立机器人实体，并可以根据任务或环境独立选择合适的形状和大小。它们的机械神经系统在分裂和融合时也能维持感觉和运动控制。这些机器人甚至可以移除或替换有缺陷的部分，包括有功能障碍的大脑单元，以实现自我修复。

美国斯坦福大学以前开发的一种聚合物也有自我修复的能力，可以用作具有超级弹性的人造肌肉。聚合物带可以从2.5厘米拉伸到2.5米。当被刺穿时，它可以自动融合和修复。

博尔德科罗拉多大学的研究人员开发了一种自我修复的“电子皮肤”。这种新型的电子皮肤嵌入了能够测量压力、温度、湿度和气流的传感器。电子皮肤包含一种新的共价键动态网络聚合物，通过对其施加适度的热和压力，可以容易地附着到弯曲表面，例如人的手臂和机器人。

这项研究的独特之处在于所使用的聚酰亚胺的化学键，这使得电子皮肤能够自行愈合并在室温下完全恢复。与全球每年产生的数百万吨电子垃圾相比，它将带来良好的经济和环境效益。