牛盘宝 “变形金刚”是怎么变身的？| AI问为什么

“变形金刚”是怎么变身的？｜AI问为什么

你是否曾痴迷于《变形金刚》中汽车人瞬间变形的炫酷场景？现实中，科学家们正在让这种变身成为可能。

一个蜘蛛形状的机器人被翻转倒地，它没有求助，也没有被拆解重装，而是在几秒内自动变形成一只小狗，“咕噜”一下翻身站起，接着又迅速切换成螃蟹模样，横着爬开……南方科技大学的实验室里，变胞机器人“72变”的样子就好像现实中的“变形金刚”。

什么是“变胞”？

“变胞”这一概念最早于1998年由南科大机器人研究院院长、英国皇家工程院院士、欧洲科学院（Academia Europaea）院士戴建生提出，英文为“metamorphic”，意为“变形、变体、变构”，随后戴建生院士与北航张启先院士共同引入国内并将其翻译为“变胞机构”，灵感来源于自然界生物的metamorphosis。

简单说，就是让机器人自己改变自己的身体结构，像生物一样适应不同环境，无需拆装，一键“变身”。

从第一代到第二代，变胞机器人已实现跨越式升级。南方科技大学机械与能源工程系研究助理教授唐昭介绍，第二代变胞机器人搭载了“眼睛”和“大脑”——包括深度相机、激光雷达、热成像等传感器，甚至接入了当前最热的大模型。它能先“看清”周围环境，再通过“思考”自主决定变成什么形态最优。

电影里的变形金刚忙着拯救地球，现实中的变胞机器人，则可在人类难以触及的许多地方发挥作用。

在煤矿瓦斯爆炸后的狭窄废墟中，传统机器人可能被卡住。而变胞机器人能“变身”为细长形态，像蛇一样钻过缝隙，再将身体展开，爬越障碍，抵达事故点。

再比如，月球表面环境复杂多变，固定功能的机器人可能因突发地形而“束手无策”。变胞机器人却可以“多试几种形态”，这种“一机多能”的特性，让它在极端环境中完成任务的概率大幅提升。

不仅如此，变胞机器人还能用于“可重构制造”。唐昭举例，比如一家车企如果要在同一条产线上生产多款车型，传统生产线需要大量调整，而变胞机器人可以通过变换形态和抓取方式，灵活适应不同零件的装配需求，实现“一条产线，多样生产”。

除了会变形的机器人整体，戴建生院士团队还将变胞理念用在了“手”上，研发出了变胞灵巧手，也被称为“类人手”。

唐昭介绍，变胞结构应用于仿人灵巧手手掌设计，赋予灵巧手手掌一定的自由度，使其可以突破现有灵巧手手掌抓持空间和灵巧度的束缚。它既能像人手一样握拳、抓取，又能做到人手做不到的事：比如反握、缩放、不畏高温或低温。

在家庭场景中，变胞灵巧手可以整理衣物、收拾玩具，还能下厨帮忙，作为一把烹饪的“好手”。

在工业场景中，比如流水线上，面对大小不一的零件，变胞灵巧手可以实时调整自己的手掌大小和姿态，适配不同包装需求，把工人从重复枯燥的劳动中解放出来。

或许不久之后，你家就会有一个能变形、会帮忙的机器人伙伴。它可能是巡逻小区的“机器狗”，也可能是帮你整理房间的“灵巧手”。从科幻走进现实，“变形金刚”不再是幻想，而是正在发生的科学。