美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校和休斯頓大學(xué)科學(xué)家在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志發(fā)表論文稱，他們開發(fā)出了一種新型復(fù)合材料，可根據(jù)溫度變化改變行為，執(zhí)行特定任務(wù)，這種材料有望成為下一代能與環(huán)境互動的自主機(jī)器人的一部分。

研究人員開發(fā)出一種可根據(jù)溫度變化改變行為的新型復(fù)合材料。圖片來源：《科學(xué)進(jìn)展》雜志

研究人員利用計算機(jī)算法、兩種不同的聚合物、3D打印以及材料逆向工程技術(shù)等，研制出了這種新材料。實驗結(jié)果顯示，該材料會隨著溫度變化而膨脹或收縮。

要想研制出一種能根據(jù)環(huán)境以特定方式作出反應(yīng)的新材料或設(shè)備，單憑人類直覺進(jìn)行概念化極具挑戰(zhàn)性，因為可能性太多了。因此，研究人員決定利用計算機(jī)算法，幫助確定材料特性和幾何形狀的最佳組合。

該團(tuán)隊首先借助計算機(jī)建模，對一種雙聚合物復(fù)合材料進(jìn)行了概念化模擬，該復(fù)合材料可以根據(jù)用戶輸入或自主傳感在不同溫度下表現(xiàn)出不同行為：在低溫下表現(xiàn)得像軟橡膠；在高溫下表現(xiàn)得像硬塑料。

隨后，研究人員制造出這種復(fù)合材料并測試了其對溫度變化的反應(yīng)能力，以執(zhí)行一項簡單的任務(wù)：打開LED燈。測試結(jié)果表明，這種具有智能溫度傳感能力的材料在機(jī)器人領(lǐng)域可能非常有用。例如，如果機(jī)器人的承載能力需要隨溫度變化而改變，材料就會“知道”并調(diào)整其行為，以停止或執(zhí)行不同任務(wù)。

新研究的下一個目標(biāo)是使用這項技術(shù)為材料的程序化或自主行為增加另一層次的復(fù)雜性，如感知來自另一個物體的撞擊的能力，這對機(jī)器人材料應(yīng)對現(xiàn)場的各種危險以及突發(fā)情況至關(guān)重要。