如果一些美國(guó)麻省理工學(xué)院的技術(shù)程序猿們想要能如愿以償，那么可編程物質(zhì)就是未來！

想想成千上萬或數(shù)十萬個(gè)納米機(jī)器人按照命令組裝和拆卸，以形成最有效的形狀以推進(jìn)進(jìn)入軌道，制造國(guó)際空間站船體鍍層的替換件，檢查小行星的工具，或用于研究的桌椅勤勞的宇航員。

從某種意義上說，創(chuàng)造“一種可回收的 3D 打印”，美國(guó)麻省理工學(xué)院的博士生 Martin Nisser 說，他正在與一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作發(fā)明控制和操縱微型機(jī)器人的新方法。

或者變形金剛，如果你愿意的話。當(dāng)然，也許還不是完全的擎天柱。

它們被稱為 ElectroVoxels（體素 = 體積像素），雖然它們?nèi)栽跍y(cè)試中，但 Nisser 已經(jīng)找到了一種新穎的方法，可以讓它們快速、經(jīng)濟(jì)地重新配置自己。

在“"vomit comet”中在零重力下測(cè)試 ElectroVoxel 可配置機(jī)器人。

“可重構(gòu)機(jī)器人的一大挑戰(zhàn)是，如果你想讓這些小模塊中的每一個(gè)都能夠自行移動(dòng)，你必須將計(jì)算、電子傳感器、執(zhí)行器嵌入到每個(gè)模塊中，而這真的很難做到隨著模塊越來越小.”Nisser 在最近的TechFirst 播客中告訴我。“......我們開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)貢獻(xiàn)是找到一種將電磁鐵嵌入這些模塊以執(zhí)行重新配置的方法......這很好，因?yàn)檫@些電磁鐵非常非常便宜，它們很容易制造，而且它們不需要太多的維護(hù)。”

測(cè)試是在美國(guó)宇航.局的“嘔吐彗星”上進(jìn)行的，這是一架卸下座椅的大型軟墊飛機(jī)，因此科學(xué)家和宇航員可以在循環(huán)拋物線飛行期間體驗(yàn)幾秒鐘的零重力。

目前的原型大約有 6 厘米長(zhǎng)（剛好超過 2 英寸），并且在它們的 12 個(gè)邊緣中的每一個(gè)邊緣都嵌入了電磁鐵。添加一個(gè)微控制器和集成電路，允許您調(diào)節(jié)電流通過電磁體的方向，您可以讓 ElectroVoxels 以足夠復(fù)雜的方式相互吸引或排斥，以允許圍繞共享軸旋轉(zhuǎn)并橫向穿過另一個(gè) ElectroVoxel .

麻省理工學(xué)院表示，目前的變形模塊化機(jī)器人相對(duì)笨重。它們采用大型、昂貴的電機(jī)來促進(jìn)運(yùn)動(dòng)：想想變形金剛，但大約早 300 代。

原型 ElectroVoxels 將構(gòu)成用于太空的可配置機(jī)器人的構(gòu)建塊。

“如果這些立方體中的每一個(gè)都可以相對(duì)于它們的鄰居旋轉(zhuǎn)，那么你實(shí)際上可以將你的第一個(gè) 3D 結(jié)構(gòu)重新配置為任何其他任意 3D 結(jié)構(gòu)。”Nisser 說；

這可能對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)工具有用，或者重新排列質(zhì)量以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過離心力啟動(dòng)一種人工重力形式，或者在你和危險(xiǎn)的太陽耀斑之間放置質(zhì)量。

目前，ElectroVoxels 相對(duì)較大，因此它們制作的任何結(jié)構(gòu)都會(huì)相當(dāng)粗糙和凹凸不平。為了使它們真正有用，Nisser 和團(tuán)隊(duì)將不得不將 ElectroVoxels 縮小潛在的數(shù)量級(jí)。

Nisser 說：“我們正在努力使這些模塊小型化，以便變得更小一些，并且您希望構(gòu)建數(shù)十萬個(gè)可以重新配置的模塊，以實(shí)現(xiàn)一種可回收的 3D 打印。”

最終，一些模塊將攜帶工具。其他人將電力儲(chǔ)存在電池中，而其他人可能會(huì)用太陽能電池板捕獲能量。還有一些可能包含可配置的電機(jī)，甚至是金屬或機(jī)器零件等原材料的儲(chǔ)備，甚至是用于臨時(shí)太空庇護(hù)所的氧氣。

但這一切都在未來。

盡管如此，如果我們想要智能可重構(gòu)機(jī)器和工具在一個(gè)您不能僅僅訂購(gòu)新零件并在明天通過 Amazon Prime 交付的地方，這是一個(gè)需要解決的重要挑戰(zhàn)。

“太空是一種……制造的最后前沿，”Nisser 說：“在那里建造東西非常非常具有挑戰(zhàn)性。因此，如果你能夠自行組裝東西而無需派宇航員上去——這是非常危險(xiǎn)的——并且一次性運(yùn)送所有東西，那真的是非常有利的。有點(diǎn)自相矛盾的是，雖然在這種環(huán)境中重新配置非常有利，但實(shí)際上重新配置在某種程度上要簡(jiǎn)單得多……因?yàn)樵谖⒅亓Νh(huán)境中，您不必與重力矢量作斗爭(zhēng)。”

美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的Hyperloop II團(tuán)隊(duì)由一組具有航空航天，機(jī)械，電氣和系統(tǒng)工程背景的多學(xué)科研究人員組成。

MIT四十名學(xué)生合作設(shè)計(jì)和制造了Hyperloop II，這是一種高速、無摩擦的車輛，旨在通過空氣懸浮技術(shù)來運(yùn)載人員或貨物。Hyperloop與許多需要軌道或在真空管運(yùn)行軌道列車不同，這款模型僅需要平坦的表面并能在氣墊上行駛。它不依賴昂貴的磁性系統(tǒng)為其懸浮提供動(dòng)力，不需要高昂的真空環(huán)境。

Hyperloop II是2019年在SpaceX Hyperloop Pod競(jìng)賽中唯一以其功能齊全的空氣懸浮吊艙而聞名。這是一項(xiàng)年度的超級(jí)環(huán)形高鐵車廂大賽大賽，SpaceX公司旨在鼓勵(lì)開發(fā)新的運(yùn)輸方式。該團(tuán)隊(duì)在去年比賽中排名第5，并獲得了創(chuàng)新獎(jiǎng)。因?yàn)榇蠡鸫輾Я嗽荚秃螅芎笤搱F(tuán)隊(duì)再次對(duì)其軌道車進(jìn)行了大幅度修改。

美國(guó)MIT開發(fā)的AirLev是第一款電動(dòng)高速無摩擦空氣懸浮軌道車，旨在通過其空氣懸浮技術(shù)來運(yùn)載人員或貨物。該團(tuán)隊(duì)在2019年的SpaceX-Hyperloop大賽上展示了升級(jí)版-Hyperloop II，該軌道車在20秒內(nèi)，以0到200 mph(時(shí)速200英里/352公里)迅速提升。