盖世汽车讯 如今的机器人面临诸多限制——它们的身体通常是一个封闭的系统，既无法生长，也无法自我修复，更无法适应周围环境。据外媒报道，哥伦比亚大学（Columbia University）的科学家们研发出了一种机器人，它能够通过整合来自自身环境或其他机器人的材料，实现物理上的“生长”、“自愈”和自我提升。期刊《Science Advances》发表的一项新研究描述了这一被称为“机器人新陈代谢”的过程，它使机器人能够吸收并重复使用来自其他机器人或其周围环境的部件。

图片来源： 期刊《Science Advances》

“真正的自主意味着机器人不仅要独立思考，还要能够自主维持体力，”哥伦比亚工程学院和华盛顿大学（University of Washington）的主要作者兼研究员Philippe Martin Wyder解释道。“就像生物体吸收和整合资源一样，这些机器人能够利用来自周围环境或其他机器人的材料进行生长、适应和修复。”

这种新范式在Truss Link上得到了展示——这是一种受Geomag玩具启发的机器人磁棒。Truss Link是一个简单的条形模块，配备了自由形状的磁性连接器，可以扩展、收缩并以各种角度与其他模块连接，从而使它们能够形成越来越复杂的结构。

研究人员展示了单个桁架链如何自组装成二维形状，进而变形为三维机器人。这些机器人随后通过集成新部件进一步改进自身，有效地“成长”为功能更强大的机器。例如，一个三维四面体形状的机器人集成了一个额外的链环，它可以像拐杖一样使用，从而将其下坡速度提高66.5%以上。

“过去十年，机器人思维通过机器学习突飞猛进，但机器人躯体仍然是单一的、缺乏适应性的、不可回收的，”论文合著者、哥伦比亚大学机械工程系主任、James and Sally Scapa创新教授兼系主任、创意机器实验室主任（Creative Machines lab）Hod Lipson说道。“相比之下，生物体则完全依赖于适应——生命体能够生长、自愈和适应。很大程度上，这种能力源于生物体的模块化特性，它能够使用和重复使用来自其他生命体的模块（氨基酸）。最终，我们必须让机器人也能做到这一点——学会使用和重复使用其他机器人的部件。你可以将这个新兴领域视为一种‘机器新陈代谢’。”

研究人员设想的未来机器人生态系统中，机器能够独立维持自身运转，不断成长，并适应不可预见的任务和环境。通过模仿自然的方式——用简单的构件构建复杂的结构——机器人新陈代谢为能够进行身体发育并具有长期恢复力的自主机器人铺平了道路。

“机器人新陈代谢为物理世界提供了一个数字接口，使人工智能不仅能在认知上进步，还能在物理上进步——从而创造出一个全新的自主维度，”Wyder说道。“最初，具备机器人新陈代谢能力的系统将用于灾难恢复或太空探索等特殊应用。最终，它将开启一个人工智能能够构建物理结构或机器人的世界，就像它今天在你的电子邮件中书写或重新排列文字一样。”

Lipson谨慎地总结道：“自我复制机器人的形象会让人联想到一些糟糕的科幻场景。但现实是，随着我们越来越多地将自己的生活交给机器人——从无人驾驶汽车到自动化制造，甚至国防和太空探索。谁来照顾这些机器人？我们不能依靠人类来维护这些机器。机器人最终必须学会照顾自己。”