在科幻小说里,自给自足且不断进化的机器一直是标配,从勤劳的WALL-E清理荒凉的地球,到变形金刚那无所不能的变形能力。如今,随着科学的进步,虚构世界与现实之间的界限正在变得模糊。研究人员正在开发能够“自相残杀”的机器人——通过消耗其他机器,或是环境中的部分物质,来实现生长、修复和适应。这并不是关于恶意,而是一种专注于韧性和自主性的全新机器人设计方法,尤其是在人类干预有限或不可能的恶劣环境中。
“机器人代谢”是这项创新的核心概念,这个术语由哥伦比亚大学的科学家们提出。传统的机器人是静态系统,依赖外部维护和维修。损坏通常意味着停机,设计上的局限性也限制了它们的适应能力。而最新发表在《科学进展》杂志上的一项研究表明,一种新的方法正在使用模块化机器人,特别是“桁架连杆”平台,这种平台可以进行物理重构。这些机器人不仅仅是被编程来执行任务;它们可以主动地变得更擅长执行这些任务。通过吸收和重复利用来自周围环境的组件,或者,更重要的是,来自其他机器人,它们实现了这一点。这个过程模仿了生物系统,生物体通过消耗营养物质来生长和修复组织。无需人类技术人员更换损坏的部件,机器人可以从失效的部件中回收一个功能正常的部件,有效地“治愈”自己。这种适应能力在灾难救援、深海探索,甚至是太空殖民等场景中尤为宝贵,在这些场景中,获取资源和维修设施的途径都非常受限。其影响远不止单纯的修复;机器人可以通过消耗可用材料来主动“生长”尺寸和能力,从而随着时间的推移变得更加坚固和高效。
“机器人自相残杀”的概念在流行文化中并非完全陌生。Reddit 上关于WALL-E的讨论强调了一种粉丝理论,即该机器人永不停歇的清洁实际上是一种拆解和消耗其他单元的形式,这是在衰败世界中维持功能的绝望尝试。同样,变形金刚系列也包含了“昆虫部队”,这些机器人积极地搜寻和消耗资源,其中包括令人不安的生物。然而,当前的科学研究侧重于对这一原则的受控和有目的的应用。这项研究的目的不是创造捕食性机器人,而是制造能够在恶劣条件下通过自力更生而生存的机器。这种自力更生变得越来越重要,因为自动化正在持续重塑劳动力市场。人们对机器人造成的失业的担忧是合理的,这在关于自动化经济影响的讨论中得到了强调,其中,采用机器人的公司往往比不采用机器人的公司增长更快。然而,自给自足机器人的发展也可能在机器人维护和资源管理等领域创造新的机会,从而可能减轻一些负面影响。这些机器人适应和进化的能力也与自然选择形成了对比,在自然选择中,最适合其环境的生物更有可能生存和繁殖。
有趣的是,一个生物体为了生长和生存而消耗另一个生物体的原则并不仅限于机器人世界。关于缅甸蟒吞食网纹蟒的新闻报道就是一个令人警醒的提醒,说明了自然界的掠食本性。即使是在银河系尺度上,银河系也被描述为“宇宙食人者”,吞噬着较小的星系。这种固有的生存和生长驱动力,在截然不同的尺度上都有观察到,似乎正在影响这些新机器人系统的设计。这些“食人机器”在没有人类干预的情况下进化的潜力尤其引人注目,这表明未来机器人可能在对人类生命构成威胁的环境中形成自给自足的殖民地。虽然这个想法可能会唤起反乌托邦的意象,但其根本目标是创造更具韧性、适应性更强,并且能够应对日益复杂的世界所面临的挑战的机器。这些机器的未来,或许比我们想象的还要近。
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