自主机器人发现已知最坚韧结构

一个机器人实验室BEAR。图片来源：波士顿大学

科技日报记者 刘霞

据英国《新科学家》杂志网站8月29日报道，美国一个机器人实验室发现了迄今已知最坚韧的结构，该实验室可以在没有人类监督的情况下每天开展50次实验，制造并测试机械结构。最新研究有望加速新材料的发现，相关论文已经提交预印本网站。

波士顿大学研究人员表示，在这项最新研究中，他们使用名为贝叶斯实验自主研究员（BEAR）的自主机器人实验室，发现了迄今已知能量吸收效率最高的材料结构。

BEAR由五台3D打印机、一套天平、一台测试机、一个机械臂和一个移动样本的计算机视觉系统组成。其中，3D打印机可以制造出7种不同的塑料，测试机器可以压缩塑料制成的结构并测量其响应情况。研究团队用其设计机械结构并开展测试，然后使用已经获得的所有测试结果来设计并测试其他结构。

BEAR每天可以开展50次实验，迄今已经进行了25000多次实验。虽然BEAR可以完全自主运行，但在测试过程中，团队进行了干预，比如告知BEAR样品会在哪个点断裂，或在制造过程中调整温度等。

研究发现，一种称为Willow的结构由PLA聚酯制成时表现最好，平均能量吸收效率为73.3%，打破了之前研究人员所能找到的能量吸收率最高的轻木创下的纪录，后者的能量吸收效率为71.8%。

能量吸收效率是衡量某个结构的韧性或弹性的标准，在不失效的情况下能吸收多少百分比的机械能。防护结构，如自行车头盔中的泡沫或汽车褶皱区中的金属，往往具有较高的能量吸收效率，因此碰撞产生的机械能不会转移到人身上，从而避免了可能会造成的伤害。