运动，即从一个位置移动至另一个位置的能力，对几乎所有生物而言都是至关重要的生存策略。细胞、真菌和微生物通过自主移动和改变形状来探索周围环境，而动物则奔跑、爬行、蠕动、翻滚和跳跃，以适应所遇到的不可预测的地形。虽然计算能力和人工智能（AI）技术取得了进步，但人造机器人在模仿此类运动，特别是在陌生且不可预测的地形中运动时，仍面临着困难。

据外媒报道，在发表于《自然》期刊的一篇研究论文中，阿姆斯特丹大学（the University of Amsterdam）与芝加哥大学（the University of Chicago）的物理学家展示了一系列“奇特的”物体，此类物体在面对各种地形时都具备优越的移动性能，包括在上坡爬行以及跨越途中设置的障碍物时。不过，与传统设计的机器人不同，此类物体并未配备集中控制装置或大脑，只是对彼此以及地形施加的微小力量做出反应。

奇特机器人（图片来源：阿姆斯特丹大学）

科学家们表示，该研究成果提供了一种实现运动的新方法，可以解决机器人运动方面的问题。该论文的联合第一作者Colin Scheibner博士表示：“令人瞩目的是其采用的极简主义设计，该系统的决策并非由复杂算法驱动，此种简洁设计非常强大，以一种完全不同的方式探讨了运动问题。”

奇特弹性物体的无脑运动

与传统机器人设计不同，该款奇特的机器人是一组简单的电动装置，由弹性弹簧相互连接。在电源启动后，各构建模块间的运动相互作用，驱动整个装置向前移动。

关键区别在于，此类物体并非由集中的“大脑”来操控或指挥，使得它们与以往大多数机器人运动的研究尝试截然不同。相反，其运动完全源于此类物体的构建模块间的相互作用。

阿姆斯特丹博士生兼该论文的联合作者Jonas Veenstra解释道：“此类构建模块施加的力呈现出非对称性和非互易性特征，这意味着A构建模块对其相邻的B构建模块的作用与B对A的作用存在差异。”

随着该物体的移动，会形成一个自我强化的循环。地形的变化导致物体变形，该物体的构建模块能够感知并通过进一步使物体变形做出反应，然后该物体继续向前移动并遇到新的地形。最终，该物体能够在非常复杂的地形上轻松移动，例如沙堆或滚珠轴承构成的场地。

利用同样的原理，研究人员能够打造不同的形状：由相互连接的构建模块组成的类似蠕虫的“奇特链接”，在弯曲的隧道中扭动前行，以穿越不同的地面。同样地，由以六边形网格形式相互连接的构建模块组成的“奇特球体”在平坦的地面上滚动，但是上坡时，该结构会转变成爬行步态。

普通的弹性材料在受力方向上会压缩，在垂直方向上会膨胀；与之不同的是，由此类构建模块组成的该物体则始终沿着固定角度发生对角拉伸，此种现象称为“奇弹性”。

科学家们表示，不要将此类物体的扭动当做随机运动。由于此类物体具有分散性而且其固体能够主动感知和响应周围环境，因此其运动十分可靠且稳健。即使科学家们关闭了该构建模块的一半以上，该机器人作为整体仍能正常运行。该项研究属于一个新兴领域，即“主动超材料”（active metamaterials），指的是由电机驱动的单个单元组成的人造结构，能够展现出有趣的特性。

科学家们表示，这一基本原理也很有趣，或许能为研究缺乏集中式大脑的动物，如海星活黏菌，如何进化出运动能力提供新的视角。此外，该原理也能在材料科学和化学等领域带来应用启示。