（文章來源：教育新聞網(wǎng)）

芬蘭的研究人員正在“訓(xùn)練”塑料片，使其在光線的控制下行走。該方法于12月4日發(fā)表在《物質(zhì)》雜志上，這是一種合成執(zhí)行器首次根據(jù)其過去的經(jīng)驗(yàn)“學(xué)習(xí)”新的技巧而無需計(jì)算機(jī)編程的方法。

這些由熱響應(yīng)性液晶聚合物網(wǎng)絡(luò)和染料涂層制成的塑料是可以將能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的軟致動(dòng)器。最初，執(zhí)行器僅對熱作出響應(yīng)，但是通過將光與熱相關(guān)聯(lián)，它學(xué)會了對光做出響應(yīng)。作為響應(yīng)，當(dāng)人類卷曲其食指時(shí)，致動(dòng)器類似地自身彎曲。通過周期性地照射致動(dòng)器，它像尺worm一樣以1毫米/秒的速度“行走”，大約與蝸牛的步伐相同。

坦佩雷大學(xué)的資深作者ArriPriim?gi(@APriimagi)說：“我們的研究本質(zhì)上是在問一個(gè)無生命的材料是否可以以一種非常簡單的方式學(xué)習(xí)的問題。”“我的同事，阿爾托大學(xué)的Olli Ikkala教授提出了一個(gè)問題：材料可以學(xué)習(xí)，如果材料可以學(xué)習(xí)又意味著什么?我們隨后聯(lián)合進(jìn)行了這項(xiàng)研究，制造出可以學(xué)習(xí)新技巧的機(jī)器人。”研究團(tuán)隊(duì)還包括坦佩雷大學(xué)的博士后研究員曾浩和阿爾托大學(xué)的張航。

調(diào)節(jié)過程將光與熱結(jié)合，使表面上的染料擴(kuò)散到整個(gè)執(zhí)行器中，使其變藍(lán)。這種現(xiàn)象增加了整體的光吸收，從而增強(qiáng)了光熱效應(yīng)并提高了執(zhí)行器的溫度。然后，它“學(xué)習(xí)”在照射時(shí)彎曲。

Priim?gi說：“我們所做的這項(xiàng)研究是受Pavlov的狗實(shí)驗(yàn)啟發(fā)的。”在實(shí)驗(yàn)中，一只狗因看到食物而流涎。然后，巴甫洛夫在給狗食之前敲響了鈴鐺。重復(fù)幾次后，狗將食物與鈴鐺關(guān)聯(lián)起來，并在聽到鈴鐺后開始流涎。“如果考慮到我們的系統(tǒng)，熱量就相當(dāng)于食物，光就相當(dāng)于帕夫洛夫?qū)嶒?yàn)中的鐘聲。”

普里馬吉說：“許多人會說我們把這個(gè)比喻推得太遠(yuǎn)了。”“從某種意義上說，那些人是正確的，因?yàn)榕c生物系統(tǒng)相比，我們研究的材料非常簡單且受限制。但是在正確的情況下，類推仍然成立。”該團(tuán)隊(duì)的下一步是增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和可控性級別，以便找到可以被生物系統(tǒng)使用的類比的極限。“我們的目標(biāo)是提出問題，也許能讓我們從新的角度審視無生命的材料。”

但是，除了步行之外，這些系統(tǒng)還可以“識別”并響應(yīng)與其染料涂層相對應(yīng)的不同波長的光。這種特性使該材料成為可遠(yuǎn)程控制的可調(diào)軟微型機(jī)器人，是生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的理想材料。

Priim?gi說：“我認(rèn)為那里有很多很酷的方面。這些遠(yuǎn)程控制的液晶網(wǎng)絡(luò)的行為就像小的人造肌肉。”“我希望并相信，他們將來有很多方法可以使生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及光子學(xué)等其他領(lǐng)域受益。”
（責(zé)任編輯：fqj）