Advanced Intelligent Systems雜志6月以封面故事報(bào)導(dǎo)了中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所與清華大學(xué)聯(lián)合科研小組的一項(xiàng)研究成果—一種旨在為未來(lái)尖端柔性機(jī)器人研究建立的一般原則——液體集成（Intelligent Liquid Integrated Functional Entity: A Basic Way to Innovate Future Advanced Biomimetic Soft Robotics）。這項(xiàng)研究是基于長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)液態(tài)金屬變形效應(yīng)、經(jīng)典流體研究特別是液態(tài)金屬在柔性機(jī)器人領(lǐng)域的基礎(chǔ)探索完成的。

自然界動(dòng)物無(wú)與倫比的運(yùn)動(dòng)能力，長(zhǎng)久以來(lái)始終激勵(lì)和啟發(fā)著人類去打造更為先進(jìn)的機(jī)器人。將人造機(jī)器與自然所創(chuàng)造的生命作一對(duì)比，就會(huì)發(fā)現(xiàn)后者體系內(nèi)總是充滿了大量液體成分，從根本上將生物界與了無(wú)生氣的機(jī)器界區(qū)別開(kāi)來(lái)。那么，要研制前所未有的性能卓越的仿生柔性機(jī)器人，或許應(yīng)該深刻領(lǐng)悟到生物體液系統(tǒng)所提供的重大啟示。最近，聯(lián)合小組在這一全新機(jī)器人設(shè)計(jì)原則與基礎(chǔ)技術(shù)理念的認(rèn)識(shí)上取得突破。

研究人員指出，自然界眾多巧奪天工的水相內(nèi)環(huán)境生命設(shè)計(jì)策略完全值得充分借鑒和效仿。沿此基本思想，可發(fā)展出一系列變革性機(jī)器人設(shè)計(jì)思路，未來(lái)柔性機(jī)器人體內(nèi)將擁有一系列如同生命體系那樣貫穿全身的液體功能單元，并能以無(wú)縫方式將整個(gè)機(jī)體及功能集成到一起，作者為此將其命名為智能液體集成功能體（Intelligent Liquid Integrated Functional Entity，I-LIFE），其縮略語(yǔ)也取“我-生命（I-LIFE）”之意。如果說(shuō)傳統(tǒng)的硅集成電路是固體集成的話，這里的集成則屬于液體集成，二者目標(biāo)均在于借助某種統(tǒng)一載體將各種功能單元集成到一起，不同的是，前者形成的是芯片，后者則實(shí)現(xiàn)的是機(jī)器人高級(jí)功能單元，類似于仿生型“組織體液”、“血液循環(huán)系統(tǒng)”、“組織”、“器官”等。

闡明機(jī)器人液體集成理論體系，論文從五方面代表性功能即：運(yùn)動(dòng)、能量供應(yīng)、結(jié)構(gòu)調(diào)控、傳感和智能控制等進(jìn)行了論述，并系統(tǒng)講解如何將液體系統(tǒng)充分介入到各層面，以發(fā)揮特定作用的問(wèn)題。論文進(jìn)一步列舉了可作為I-LIFE候選液體的潛在對(duì)象，如：磁流變液體、液態(tài)金屬、離子液體和水等，并解讀了對(duì)應(yīng)流體的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)。最后，對(duì)I-LIFE引申出的理論與技術(shù)挑戰(zhàn)進(jìn)行了剖析，并指出了未來(lái)發(fā)展的方向。

總體來(lái)說(shuō)，液體集成（I-LIFE）的提出，可望促成柔性機(jī)器人研制理念的變革，在此方向上今后還有望發(fā)展出更多的理論與技術(shù)路線，從而為研制接近動(dòng)物和人體功能的全新一代尖端柔性機(jī)器人打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。