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2022-04-27
十九世紀(jì)見證了工業(yè)進(jìn)程的加速發(fā)展和廣泛普及。二十世紀(jì),技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室和研究所轉(zhuǎn)移至其用武之地。我們現(xiàn)在即將進(jìn)入同樣重要的全新技術(shù)變革時代:機(jī)器人革命。那么什么是機(jī)器人革命、以及它將給我們帶來什么?
“機(jī)器人”一般指能夠自動執(zhí)行一系列復(fù)雜行動的機(jī)器,尤指可通過電腦進(jìn)行編程的機(jī)器。這一定義在很大程度上指的是在科幻電影中看到的傳統(tǒng)機(jī)器人。但是,機(jī)器人并不需要真的像人一樣,具有四肢、能夠走動或者說話。對于機(jī)器人,我們有更加寬泛的理解。
智能材料、人工智能、物理實(shí)體、生物學(xué)和機(jī)器人之間的界限正變得日益模糊,這也是機(jī)器人將在接下來的二十至四十年內(nèi)對人類的實(shí)際影響。從能夠監(jiān)測并修復(fù)自然環(huán)境的機(jī)器人到能夠跟蹤并殺死癌細(xì)胞的納米機(jī)器人,從引領(lǐng)行星殖民的機(jī)器人到能夠緩解孤獨(dú)的老年人陪護(hù)機(jī)器人,未來機(jī)器人對我們社會或生活的影響將無處不在。
不像傳統(tǒng)機(jī)器人那樣可以分解為機(jī)械、電子和計(jì)算領(lǐng)域,我們可以從生物對應(yīng)物角度,將機(jī)器人視作由三種核心組件構(gòu)成:身體、大腦和胃。這種人造有機(jī)體范式的優(yōu)點(diǎn)是:我們能夠探索并超越生物有機(jī)體的所有特質(zhì),而只有通過對智能材料、合成生物學(xué)、人工智能和適應(yīng)性之間的協(xié)調(diào)研究才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
智能材料能夠在受到一個領(lǐng)域的刺激時,在另一個領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生可見效應(yīng),這些領(lǐng)域涵蓋所有范疇,包括機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、熱學(xué),等等。智能材料可為機(jī)器人帶來新的功能,尤其是人造有機(jī)體。需要機(jī)器人能夠追蹤化學(xué)物質(zhì)?可以利用曝露于化學(xué)物質(zhì)中時能夠改變電性質(zhì)的智能材料。希望機(jī)器人裝置能夠被移植到人體內(nèi)、但又能在完成工作后完全降解?可以利用可生物降解、具有生物適合性、并能選擇性溶解的聚合物。智能材料在很大程度上與生物組織和最先進(jìn)機(jī)器人軟技術(shù)的物理特征集合(剛度、彈性、粘度)相同,可實(shí)現(xiàn)這種能力。智能材料可分為三類:液壓和氣動軟系統(tǒng);智能執(zhí)行器和傳感器材料;以及可變剛度材料。
這種機(jī)器人將怎樣出現(xiàn)在我們的生活中?我們將如何與之互動并一起生活?我們可以預(yù)測,將出現(xiàn)智能皮膚、輔助醫(yī)療裝置、生物可降解環(huán)保機(jī)器人、或者智能軟體機(jī)器人。例如:軟體機(jī)器人能夠與生物組織直接完美交互。對于直接與皮膚接觸的智能材料、能夠與人類皮膚集成的智能材料,包括電連接和電子組件等,還需繼續(xù)進(jìn)行大量研究。
類似地,對于身體虛弱、殘疾、年邁的人,未來的解決方案是能夠恢復(fù)行動能力的動力輔助衣物。最后可穿戴輔助裝置將使傳統(tǒng)輔助裝置出局。如果能夠穿著軟體機(jī)器人動力褲再次行走,又何需輪椅?
軟體機(jī)器人如此適合與生物組織交互,自然而然,就可以考慮將這種裝置植入人體,恢復(fù)患病和受損組織及結(jié)構(gòu)的功能。這種生物集成軟體機(jī)器人正處于研發(fā)階段,預(yù)計(jì)將在接下來的十年到十五年內(nèi)用于臨床。
通過探索不但可環(huán)保運(yùn)作、而且可在環(huán)境中可安全并徹底降解的智能材料,我們能夠?qū)崿F(xiàn)可以生存、死亡并降解、同時又不會破壞環(huán)境的機(jī)器人。
就如同網(wǎng)絡(luò)的影響曾經(jīng)不可預(yù)測一樣,我們也無法想象未來機(jī)器人將會把我們帶向何方。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)?當(dāng)然??商鎿Q人體?很可能。徹底瓦解生活和社會?非常有可能!當(dāng)我們走在機(jī)器人革命的道路上,我們將看到,這十年來,機(jī)器人技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展,為我們未來的世界打下了基礎(chǔ)。