不管生物的外形多麼不同，其歸根結底都是由一些基本的元素組成。基於這方面的靈感，麻省理工學院教授Neil Gershenfeld提出了“數字材料”的概念。這是一種獨立、有限的部件組合，能夠像一種小型的Erector套裝一樣，通過少量的多用途零件，來製造、組裝無限種類的微型機器人。

（圖自：Will Langford / MIT，via New Atlas）

在本周於芬蘭赫爾辛基舉辦的小型操作自動化與機器人國際會議（MARSS）上，Gershenfeld 發表了由他與MIT 研究生Will Langford 共同撰寫的這篇方法性論文。

會上，團隊展示了一款小型步進電機的組裝和部署，以及一個能夠使用五種不同零件，來設計轉動機器齒輪的電機。這些由五部分組成的設計，包括了毫米級的剛性和柔性部件、線圈、以及磁性元件。

A Discretely Assembled Walking Motor（via）

通過多種配置的標準連接器，這些部件可以互相連接，組裝成一個特定任務的機器人，並且通過更多組件進行擴展。或者輕鬆拆卸與重新利用這些部件，以便打造不同任務的新機器人。

如果將規模進一步擴大，這種方法可以有效地減少從頭開始設計和構建新機器人的昂貴過程，為每種應用定制所需的零件。不過研究團隊面對的挑戰，不僅僅是這些多功能組件的外形和用途。

Gershenfeld 表示，真正的挑戰，在於如何製造和組裝它們，以滿足最終的設計需求。其最終目標是讓機器人通過這些部件，組裝出自身的一個副本。

為此，Langford 設計了一款類似於3D 打印機+ 樂高積木的混搭設備，以及常見的用於創建電子電路板和拾取和放置儀器。該設備採用了數字設計，能夠通過相關組件來創建新的機器。

作為互操作性的基礎，這種“自動化”在很大程度上取決於集合中每個分立元件的簡單性和規律性，同時考慮它的可靠性與可擴展性等關鍵因素。

說到規模，這種類似樂高積木的裝配系統，潛在應用不僅僅局限於微型機器人。因為每個零部件都可以適當的升級或降級，以適應最終的目的。

為證明這一點，團隊希望製作基於納米尺度的納米機器人，以及規模數米的MegaRobots 。

這項工作仍在進行之中，且隨著更多獨特的部件設計，它很可能像生物最基礎組成元素的氨基酸那樣，達到數十個的目標。而未來的可行性，將呈現指數級的增長。