在高端设备制造领域，机器人技术一直是备受瞩目的焦点。然而，当今的机器人存在诸多限制，其身体多为封闭系统，无法生长、自我修复，也难以适应周围环境。不过，哥伦比亚大学的科学家们近日取得重大突破，研发出一种可通过整合环境或其他机器人材料实现“生长”“自愈”和自我提升的机器人。

相关研究成果发表于《科学进展》杂志，研究描述了“机器人新陈代谢”这一创新过程，该过程使机器能够吸收并重复使用来自其他机器人或周围环境的零件。

哥伦比亚工程学院和华盛顿大学的主要作者兼研究员菲利普·马丁·怀德解释道：“真正的自主意味着机器人不仅要独立思考，还要能自主维持体力。就像生物体吸收和整合资源一样，这些机器人能利用周围环境或其他机器人的材料进行生长、适应和修复。”

这一新范式在 Truss Link 机器人上得到演示。Truss Link 受 Geomag 玩具启发，是简单的条形模块，配备自由形状的磁性连接器，可扩展、收缩并以各种角度与其他模块连接，进而形成复杂结构。研究人员展示了单个桁架链如何自组装成二维形状，再变形为三维机器人。这些机器人还能通过集成新部件进一步改进自身，实现“成长”。例如，一个三维四面体机器人集成额外链环后，可将其下坡速度提高 66.5% 以上。

论文合著者、哥伦比亚大学机械工程系主任霍德·利普森指出：“过去十年，机器人思维通过机器学习取得巨大进步，但机器人身体仍单一、缺乏适应性且不可回收。相比之下，生物体依赖适应能力，源于其模块化特性，能使用和重复利用其他生命体的模块。我们必须让机器人学会使用和重复使用其他机器人的部件，这新兴领域可视为‘机器新陈代谢’形式。”

研究人员设想，未来机器人生态系统将具备自主维护、自我成长和适应不可预见任务与环境的能力。通过模仿自然界用简单构件构建复杂结构的方式，机器人的新陈代谢为自主机器人实现身体发育和长期恢复能力铺平道路。

怀德表示：“机器人新陈代谢为物理世界提供数字接口，使人工智能不仅能在认知上进步，还能在物理上发展，创造全新自主维度。最初，具备该能力的系统将用于灾难恢复或太空探索等特殊应用，最终将开启一个充满潜力的世界，让人工智能能像书写或重新排列文字一样构建物理结构或机器人。”

利普森谨慎总结道：“自我复制机器人易让人联想到糟糕的科幻场景，但现实中，随着无人驾驶汽车、自动化制造，甚至国防和太空探索等领域对机器人依赖加深，谁来照顾这些机器人?我们不能依赖人类维护，机器人最终必须学会照顾自己。”此次哥伦比亚大学的研究成果，无疑为高端设备制造领域的机器人发展指明了新的方向，有望推动行业迈向新的发展阶段。

更多信息： Philippe Wyder，《机器人新陈代谢：迈向通过消耗其他机器而成长的机器》，《科学进展》(2025)。