从发芽的蝴蝶到转动贝壳的寄居蟹，许多动物必须适应它们的外部特征才能生存。虽然人类不会经历这种变态，但我们经常尝试创建具有相似适应性的功能对象 - 包括我们的机器人。
尽管你可能在“变形金刚”电影中看到过，但今天的机器人仍然非常不灵活。它们的每个部件通常具有固定的结构和单一的定义目的，使得它们难以执行各种各样的动作。
来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的研究人员的目标是通过一个新的变形机器人来改变它，这个机器人是一个超级英雄：它可以通过不同的“服装”改造自己，使其能够执行不同的任务。
被称为“底漆”的立方体形状的机器人可以通过磁铁控制，使其行走，滚动，航行和滑行。它通过佩戴不同的外骨骼来实现这些动作，外骨骼起始于塑料片，在加热时折叠成特定的形状。在Primer完成任务后，它可以通过将自身浸入水中来脱落其“皮肤”，从而溶解外骨骼。
“如果我们希望机器人帮助我们做事，那么为每项任务分配不同的效率并不是非常有效，”该项目的CSAIL主任兼首席研究员Daniela Rus说。“通过这种以变态为灵感的方法，我们可以通过为不同的情况提供不同的'配件'来扩展单个机器人的功能。”
Primer的各种形式具有一系列优势。例如，“Wheel-bot”的轮子允许它的移动速度是“Walk-bot”的两倍。“船 - 机器人”可漂浮在水面上并承载近两倍的重量。“Glider-bot”可以跨越更长的距离，这对于部署机器人或切换环境非常有用。
Primer甚至可以同时穿多个服装，就像俄罗斯的嵌套娃娃一样。它可以添加一个外骨骼成为“Walk-bot”，然后与另一个更大的外骨骼连接，使其能够携带物体并每秒移动两个体长。为了部署第二个外骨骼，“Walk-bot”踩到床单上，然后用四个自动折叠臂盖住机器人。
“想象一下未来太空探索的应用，在那里你可以向火星发送一个带有一堆外骨骼的机器人，”该研究的共同作者之一博士后曙光李说。“然后机器人可以穿着不同的'服装'来执行不同的任务。”
Primer建立在Rus团队以前的几个项目之上，包括可以组装成不同形状的磁块和可以用塑料片精确定制的厘米长的微型机器人。
虽然可以改变其形状或功能的机器人已经以更大的尺寸开发，但是通常难以以小得多的尺度构建这种结构。
“这项工作代表了作者先前工作的进步，他们现在已经展示了一种允许创建五种不同功能的方案，”多伦多大学机电工程的微机器人专家Eric Diller说道，谁没有参与论文。“以前的工作最多只在两个功能之间转换，例如'开放'或'封闭'形状。”
该团队概述了许多潜在的机器人应用程序，只需快速更换服装即可执行多项操作。例如，假设某些设备需要在流中移动。具有多个外骨骼的单个机器人可能会穿过溪流然后在另一侧携带物体。
“我们的方法表明，折纸式制造使我们能够拥有多功能，可访问和可重复使用的机器人组件，”麻省理工学院电子工程和计算机科学的Andrew和Erna Viterbi教授Rus说。
设计在几个小时内，外骨骼在加热几秒后折叠成形，这表明了一种快速制造机器人的新方法。
“我可以设想这样的设备被用于'微型工厂'，其中预制部件和工具将使单个微型机器人能够按需完成许多复杂的任务，”迪勒说。
作为下一步，该团队计划探索为机器人提供更广泛的能力，从驾车穿越水中，挖沙子到隐藏他们的颜色。Guitron描绘了一个未来的机器人社区，它共享零件的开源设计，就像3D打印爱好者在诸如Thingiverse等网站上交换想法一样。
“我可以想象有一天能够定制具有不同手臂和附肢的机器人，”罗斯说。“为什么更新整个机器人只需要更新它的一部分?”