桁架链接自组装形成四面体。 图片来源：美国哥伦比亚大学
科技日报北京7月17日电（记者张梦然）当前的机器人通常采用封闭式结构，其身体不具备生长、自我修复或环境适应能力。然而，美国哥伦比亚大学研究团队开发出一种能够通过吸收周边环境中的材料或其他机器人部件实现物理“生长”“自愈”和自我改进的新型机器人系统。这项被称为“机器人新陈代谢”的创新成果发表在最新一期《科学进展》上，标志着人们向着可自我维持的机器人生态迈出了重要一步，也为未来自主机器发展开辟了全新方向。
研究团队表示，真正的自主性不仅意味着独立思考，更应包括身体上的自我维持能力。就像生物体通过摄取和整合外部资源来维持生命活动一样，这些新型机器人也能利用来自环境或其他机器的组件进行生长、修复和功能升级，展现出类似“新陈代谢”的能力。
该技术在名为Trusslink的模块化机器人上进行了验证。受智美高磁力玩具启发，Trusslink是一种磁性连接杆件，能够以多种角度自由组合，实现结构扩展、收缩与重构。实验中，单个模块可自组装成二维形状，并进一步演化为三维结构，形成具备特定功能的复杂机器人。例如，一个由四面体组成的机器人在加入额外链接后，像手杖一样提升其下坡移动速度超过66.5%。
研究团队设想，未来将构建一个由这类机器人组成的生态系统，能够在无人干预的情况下自主维护、成长并适应各种未知任务和环境。这种仿生策略为实现具备长期适应能力的自主机器人提供了理论基础和技术路径。
“机器人新陈代谢”技术赋予了机器物理层面的进化潜力，使机器不仅能“思考”，还能“成长”。这一突破标志着自主性研究迈入新阶段。短期内，该技术有望应用于灾难救援、深空探测等高风险领域；长远来看，它或将推动人工智能自主构建物理结构和设备，如同如今自动处理语言信息一般自如。
研究团队强调，尽管人们常将自我复制机器人与科幻灾难场景联系在一起，但在技术可控范围内，也应看到现实需求日益迫切。随着无人驾驶、自动化制造、国防及太空探索等领域对机器人的依赖日益加深，人类不可能持续为其提供人工维护，未来的机器人必须学会“自我照料”。“机器人新陈代谢”正是朝着这个方向迈出了关键一步。
近十年，人工智能在认知层面取得了长足进步，但另一方面，机器人的身体仍然缺乏生物系统的灵活性与适应性。生命的奥秘，其实正体现在其模块化结构——从氨基酸到细胞，再到器官，所有组件均可被重复利用。要让机器人真正融入这个世界，就必须赋予它们同样的能力。现在，科学家们迈出了如此令人惊叹的一步，如何合理、安全、可控的让这项技术发展下去，所有人拭目以待。
