研究人员训练塑料在光线下行走

芬兰的研究人员目前正在开发和“训练”塑料片以接受光线的命令。这是第一次，合成的执行器（在本例中为热塑性塑料）能够根据其过去的经验“学习”如何执行新的动作，而不是通过计算机编程。

该项目中的塑料由热响应液晶聚合物网络和一层染料制成。它们是柔性执行器，能够将能量转化为机械运动。执行器最初只能对热量做出反应，但由于光线可以与热量关联，因此塑料能够对光线做出反应。执行器有一定的柔韧性，能够像人类弯曲食指一样弯曲。当执行器受到光线照射并因此加热时，它会像蛞蝓一样“行走”，并以每秒1毫米的速度移动，相当于蜗牛的速度。

阿里·普里马吉是坦佩雷大学的高级作者。

“我们的研究基本上是在问一个问题，即无生命的材料是否能够在某种简单的意义上‘学习’，”他说。“我的同事，奥洛·伊卡拉教授，从阿尔托大学提出了一个问题：材料是否能够学习，如果材料能够学习，那么意味着什么？我们然后联合起来进行这项研究，以制造能够‘学习’新技巧的机器人。”

研究团队的其他成员包括坦佩雷大学的博士后研究员郝曾和阿尔托大学的博士后研究员张航。

还有一种条件化的过程，将光线与热量关联起来，涉及允许表面的染料扩散到整个执行器中，这使得它变成蓝色。整体的光吸收增加，光热效应也增加了。执行器的温度也升高，并在照射时弯曲。

根据普里马吉的说法，团队的灵感来自另一项著名的实验。

“我们进行的这项研究是受到了巴甫洛夫的狗实验的启发，”普里马吉说。

在那项著名的实验中，一只狗在看到食物时会流口水，巴甫洛夫在给狗食物之前会敲响一个铃铛。这种情况重复了几次，狗最终将食物与铃铛关联起来，并开始在听到铃铛声时流口水。

“如果你思考我们的系统，热量对应于食物，光线对应于巴甫洛夫实验中的铃铛。”

“很多人会说我们把这个类比推得太远，”普里马吉说。“在某种意义上，这些人是对的，因为与生物系统相比，我们研究的材料非常简单和有限。但是在正确的环境下，类比是成立的。”

团队现在将增加系统的复杂性和可控性，这将有助于找到可以与生物系统进行类比的极限。

“我们旨在提出问题，这些问题可能会让我们从新的角度看待无生命的材料。”

这些系统不仅可以“行走”，还能够“识别”和对应于其染料涂层的不同光波长做出反应。因此，材料成为一种可调谐的柔性微机器人，能够远程控制，这对于生物医学应用非常有用。

“我认为那里有很多很酷的方面。这些远程控制的液晶网络就像小型的人工肌肉，”普里马吉说。“我希望并相信它们将来会以很多方式造福生物医学领域，以及其他领域，如光子学。”