机器人和生物之间仍然存在着长长的差异清单，但一项新研究表明，这个清单又缩短了一点。哥伦比亚大学的研究人员开发出能够“生长”、“修复”并根据周围环境调整身体的机器人，他们证明机器人可以通过“吞噬”其他机器人来变得更大、更强——这个过程非常类似于生物体的新陈代谢。
这种“机器人新陈代谢”，在今天发表于《科学进展》的一篇论文中有所描述，它允许机器人将其他机器的材料整合到自己的身体中，代表了朝着让机器人更具弹性和自给自足方向迈出的重要一步。
“真正的自主性意味着机器人不仅要能够独立思考，还要能够维持自身的物理存在，”哥伦比亚工程学院和华盛顿大学的研究员、该研究的作者之一 Philippe Martin Wyder 在一份新闻稿中表示。“正如生物体吸收和整合资源一样，这些机器人通过利用其环境或其他机器的材料来生长、适应和修复。”
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机器人大脑与身体
当今的机器人已经越来越像生物体。事实上，随着人工智能（AI）的不断进步，机器人思考和学习的能力不断增强，机器人学和生物学之间的界限也日益模糊。然而，仍有一些生物功能是机器人无法复制的。
而生物体是开放系统，它们通过吸收周围环境的物质来生长和修复，机器人则是封闭系统，这限制了它们真正自主的能力。
“在过去十年中，通过机器学习，机器人的‘大脑’取得了巨大的进步，但机器人的‘身体’仍然是整体的、不可适应的、不可回收的，”哥伦比亚工程学院教授、该研究的另一位作者 Hod Lipson 在新闻稿中表示。“相比之下，生物体的一切都围绕着适应——生命体可以生长、修复和适应。很大程度上，这种能力源于生物体的模块化性质，它们可以利用和重复利用来自其他生命体的模块（氨基酸）。”
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用于复杂“机器人新陈代谢”的简单机器人
为了让机器人能够新陈代谢——即以其他机器人的部件为食——研究人员设计了桁架连接件（Truss Link），这是一种可伸缩的机器人杆，两端均配有磁性连接器。
通过伸缩，单个桁架连接件可以在表面上向前和向后爬行。但通过与其他桁架连接件连接形成复杂的结构（并通过在这些复杂结构中策略性地伸缩单个桁架连接件来移动），这些机器人的组合可以更动态地爬行。
在一系列测试中，研究人员证明了桁架连接件可以连接在一起，然后像生物体一样通过吞噬其他桁架连接件进行适应。从六个独立的桁架连接件开始，他们观察到这些机器人自组装成两个二维形状——一个三角形和一个三星形，然后又组成一个三维四面体。在一些测试中，这些结构通过吞噬新的桁架连接件并将其整合到系统中而生长。在另一些测试中，它们通过修复连接、移除并替换有故障的桁架连接件来愈合。
研究人员表示，桁架连接件表明，构建强大、自支撑机器人的最佳方法是坚持使用简单的机器，这些机器可以自行排列成更复杂的组装体——这些组装体可以通过代谢周围世界的资源来像生命一样进行适应。
“随着我们将越来越多的生活交给机器人——从自动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呢？” Lipson 在新闻稿中补充道。“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。”
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《科学进展》。机器人新陈代谢：迈向能够通过吞噬其他机器而生长的机器
