想象一下，一群微型机器人，每个都只有手掌大小，分布在野火肆虐的社区，绘制被有毒物质污染区域的地图、寻找幸存者和确定野火迅速蔓延的区域。或者想象一下，这些机器人被用来清除战场上的地雷、在地震后执行搜救任务，或者部署在农场以抵御害虫和跟踪土壤状况。

图片来源：Tufts University

据外媒报道，塔夫茨大学（Tufts University）机械工程助理教授Markus Nemitz多年来一直致力于实现这一愿景，现在，Nemitz借助3D打印机建造出小型、灵活的软关节机器人，使这一愿景开始成为现实。相关研究成果发表在期刊《自然通讯》（Nature Communications）上。

Nemitz表示：“我的博士研究方向是集群机器人。我希望开发控制大型机器人集群的算法，使它们能够共享信息，并根据不断变化的条件和集体任务的需要调节行为。但我意识到，当我和同事在为机器人仿真开发算法时，却没有实际的机器人系统来演示这些系统。我想，也许我应该解决这个问题。”

制造成百上千个真实机器人集群通常成本太高，难以付诸实践。Nemitz和研究生Cem Aygül设计了一种坚固耐用的机器人，可以使用3D打印机在几个小时内制造出来，不仅克服了成本障碍，而且缩短了制造时间，理论上一天内就可以用一组打印机打印出数百个机器人。

机器人集群预计将应用于严苛和不可预测的环境中，一些机器人在执行集体任务时可能会丢失或损坏。Nemitz表示：“我们在设计机器人时结合了柔性和刚性的部件，而不是像波士顿动力公司（Boston Dynamics）的机器狗‘Spot’那样主要采用刚性部件。你可以把我们的机器人从直升机上扔下来，或者把它们压在车轮下，它们仍然可以站起来和行走。它们能在岩石中行走、在沙漠中行走甚至是爬上陡坡，可以应对许多不同的环境，所以现在我们可以开发出真正用于实际应用且具有高生存率的集群机器人。”

这种机器人的四肢由半软连接和软关节组成，类似于哺乳动物或爬行动物的四肢，其骨骼结构由衬有软骨的关节连接，允许在单个旋转平面之外进行运动。通过为连接件分配多种不同柔软度的材料，这种机器人可以更好地抵御物理冲击。

传统刚性机器人（其中一些非常灵活）在不平坦和不可预测的地形上行走时，必须对多个肢体进行多次快速矫正，以保持直立。而采用软关节的机器人在这类地形上行走时具有更流畅的运动方式，很容易适应不规则的表面。