能不断“自我更新”的变形材料

本文介绍了一种具有连续再学习能力的形状可变超材料。传统形状可变材料一旦制造完成，其形变响应就固定不变；而本研究中的超材料链则通过‘物理学习框架’实现了动态适应——它能根据外部机械输入实时调整自身行为。该材料由11个带微控制器的电机化铰链单元串联而成，每个单元可施加扭矩、测量角度偏转、存储记忆并与其他单元通信。其核心机制是‘对比式学习’：通过比较两种力学平衡状态，定义局部学习规则，自动调节各铰链的局部刚度，从而让整条链逐步学会目标形状（例如逐个拼出单词‘LEARN’的每个字母，无需重启）。研究还拓展了该方法：加入路径依赖项后，材料能实现非互易形变（如左侧受正曲率力时右侧自动弯曲，反向加载则产生正弦波状不对称变形）；加入局部稳定性约束后，材料可学会多稳态构型（例如制成反射式夹爪：一接触物体就自动卷曲抓取，施加特定信号后立即松开）。整个系统展现出类生命体的自适应能力和简单反射行为。未来工作将从二维平面形变拓展至可重构的三维超材料。