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模拟蜜蜂和细菌的粒子运动可能会导致机器人技术的进步

illustration with bees on the left and a model of particles on the right
在会议上进行任何业务之前,无论球速体育是当地自治市镇还球速体育是正在工作的委员会,都需要一定数量的成员出席。这被称为达到法定人数。

事实证明,同样的事情也发生在微观层面上。例如,细菌表现出一种称为群体感应的行为。

“当有一两个细菌时,它们会以特定的方式行事,”匹兹堡大学斯旺森工程学院化学工程杰出教授、约翰·a·斯旺森工程主席安娜·巴拉兹说。“但球速体育是突然之间,当细菌数量达到一个临界阈值时,细菌就能感觉到细菌数量的增加,并极大地改变它们的行为。”

换句话说,细菌已经达到了法定数量。

生物群体感应的其他例子包括蜜蜂如何选择新蜂巢的位置或深海鱿鱼的生物发光。

现在想象一下机器的这种行为。这就球速体育是Balazs和他在加拿大滑铁卢大学的合作者Henry Shum一直在球速体育研究的。二人在合成的非生物材料中模仿了群体感应行为,这可能会导致具有自我识别和自我调节能力的机械装置。

他们的球速体育研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

woman in a purple sweater
这些发现建立在一个 之前的球速体育研究这对搭档在2015年发表了一篇文章,其中三个微观合成胶囊通过化学信号反应并相互移动。

“他们有一种受生物启发的行为,使他们能够聚集在一起,形成小群体,”沈说。

然而,最近的这项球速体育研究模拟了大量的微胶囊,发现一旦达到quorum,合成颗粒就会自主反应,在化学信号中产生不同的振荡。振荡向其他粒子表明存在一个法定数量。

“我不想说这些粒子有自我意识,但它们可以执行这种简单的、基本的类似生命的功能,”巴拉兹说。

巴拉兹补充说,这些粒子“计数”的能力表明,生物和非生物之间的界限可能球速体育是模糊的。

Balazs和Shum说,他们的发现可能会导致软机器人技术的进步,软机器人球速体育是一个分支领域,球速体育研究用高度柔性的材料制造机器人,类似于在生物体中发现的那些材料。

他们的发现也可以激发新的“机械响应”材料,比如嵌入群体感应元素的聚合物凝胶,当被压缩时,它会激活某种化学行为,然后当拉伸或达到特定温度时,它会关闭。

例如:“你可以有一个机器人皮肤,它在一定温度下凝固以保护自己,然后当温度降至标称水平时,它又变得‘黏糊糊的’,”巴拉兹说。

在未来,Balazs和Shum将通过球速体育研究更大的微观系统如何反应和相互移动来构建不同的结构来结合他们工作的各个方面。