密苏里大学的工程师设计出一种新型人工材料,能够实时响应其所处环境。
若材料具备感知、决策和行动的能力,可能会给众多行业带来变革。
该材料利用计算机芯片控制或处理执行指定动作所需的信息,再利用电能将能量转化为机械能。
科学家开发出一种名为超材料的人工材料,它能够响应环境,无需人类指令即可自主做出决策并执行动作。
例如,一架执行配送任务的无人机可以评估其周围环境,包括风向、风速或野生动物的情况,并自动改变航线,以安全完成配送。
黄国良是密苏里大学工程学教授,也是发表于《Nature Communications》一文的合著者。他表示,他们新型人工材料的机械设计融合了天然材料中同样具备的三项主要功能:感知、信息处理和驱动,即运动。
这类天然材料的例子包括:捕蝇草的多叶颚能迅速闭合以捕捉昆虫,变色龙通过改变皮肤颜色以融入周围环境,以及松果会随空气湿度变化调整自身形状,黄国良表示。
“基本上,我们是在控制这种材料如何响应其周围环境中外部刺激的变化,”黄国良表示。“例如,我们可以将这种材料应用于航空航天工业的隐身技术,将其附着在航空航天结构上。它有助于控制和降低飞机发出的噪音,例如发动机振动产生的噪音,从而增强其多功能性。”
该材料利用计算机芯片控制或处理执行指定动作所需的信息,再利用电能将能量转化为机械能。研究人员的下一步是在真实环境中实施他们的构想。
其他合著者来自密苏里大学和芝加哥大学。
资金来源于美国空军科学研究办公室、陆军研究办公室以及美国国家科学基金会研究生研究奖学金。内容仅由作者负责,不一定代表资助机构的官方观点。



