神奇粒子机器人，走进了现实

一直以来，科幻小说爱好者们都被一种由数十亿纳米粒子组成的“灰雾”机器人概念所吸引，大多数研究人员曾认为这只是天马行空的想象。传统的机器人是由相互依赖的子组件构成的独立实体，一旦某个部件失效，整个机器人就会停止工作。而集群机器人中的小机器人虽然能独立运作，但并非由松散粒子组成。

《自然》杂志最近报道了一项突破性的研究，美国哥伦比亚大学和麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSL）的研究人员展示了一种全新的机器人技术——粒子机器人。这种机器人不同于集群机器人或模块化机器人，它由许多松散的“粒子”组成，每个粒子都很简单，没有独立身份，只能进行均匀的体积振荡（膨胀或收缩）。它们并没有自主运动的能力，但当它们集结成类似粘液的集群并被引导时，竟会集体朝着光源移动。

想象一下科幻小说中的场景，“灰雾”般的机器人无需集中控制，不存在单点故障的问题。哥伦比亚大学工程学教授Hod Lipson与CSAIL主任Daniela Rus引领的这项研究刷新了我们对机器人的认知。这种机器人的设计理念彻底颠覆了传统观念，不仅外观要模仿生物体，更重要的是内部结构也要构建成类似生物的系统。他们指出，复杂的机器人功能其实是由简单的部件构成的。

研究人员试图制造出自主型机器人，但之前的尝试都是非生物机器人，无法生长和自愈。Lipson及其团队一直致力于开发伸缩自如的机器人，即使单个部件出现故障，也不会影响机器人的正常工作。他们认为这是仿生学的极致体现。论文作者Shuguang Li负责的物理实验显示，粒子机器人的运动形成了一种“运动波”，使得整个系统能够协调行动。即使面对大型障碍或是噪声干扰，粒子机器人也能通过自我调整恢复功能。论文作者Richa Batra表示，即使丧失一部分粒子功能，机器人依然能维持较高的运转效率。

研究人员已经开始着手研究厘米级粒子机器人系统和其他形式的粒子机器人。未来，科学家可能会制造出对声音、光线或化学梯度有特定反应的粒子机器人。这类机器人在区域清理、未知地形等领域具有巨大的应用潜力。它们可能会像自然界的生物群体一样，通过简单的个体协作完成复杂的集体行动。这种创新的设计理念和技术突破将为我们打开全新的科技大门。