近日，MIT團隊與豐田合作的超里程汽車，撞上障礙物幾乎無損壞。他們在今年的一次國際機器人會議進行了演示。

研究人員表示，他們只用了一個月的時間就組裝出了輕量化、高性能的結構，而之前用傳統(tǒng)的玻璃纖維結構方法建造一個類似的結構需要一年的時間。

在展示過程中，賽道因下雨而變得濕滑，賽車最終撞上了障礙物。出乎所有人意料的是，賽車網格狀的內部結構發(fā)生了變形，然后反彈，吸收了沖擊力，幾乎沒有損壞。研究人員說，如果是傳統(tǒng)的采用金屬材質的汽車，很可能會嚴重凹陷，如果是復合材料，則會被撞得粉碎。

體素是一種超材料，就像更高階版本的樂高一樣，由注塑聚合物的平面框架件制成，然后制造成三維形狀，可以組合成更大的結構。

研究者基于有限集的模塊化、和大批量零件離散裝配，提出一個機械超材料的構造系統(tǒng)。

這輛汽車生動地展示了一個事實，即體素（voxels）確實可以用來制造可用的設備。而且這輛汽車除了電機和電源之外，其余零件都是由體素組成的

當體素連接在一起時，提供了一個輕量、但剛性的框架。除了標準的剛性體素（灰色），提供特殊強度和重量組合，還有其他三種體素迭代版本。

“順應性”體素（“compliant”voxels，紫色）：洎松比（橫向變形系數）為零，在壓縮時不會出現側面變形。以往的已知材料很少表現出這種特性。

“拉脹性”體素（“auxetic”voxels，橙色）：立方體材料在被壓縮時不是從兩邊凸出，而是向內凸起。這是首次展示通過傳統(tǒng)和廉價的制造方法來生產這種材料。

“手性”體素（“chiral”voxels，藍色）：在受到軸向壓縮或拉伸時會出現扭曲反應。這也是一種不同尋常的特性。去年，研究人員通過復雜的制造技術生產出一種類似材料?，F在，通過這項研究，可以很容易地從宏觀層面實現材料性能。

因為這些體素的大小和組成都是統(tǒng)一的，所以可以用任何需要的方式進行組合，為最終的設備提供不同的功能。

以上證明，量產體素可以類似樂高的方式構建出大型物體，該汽車由麻省理工學院（MIT）比特和原子研究中心的科學家與豐田公司的工程師合作。

據悉，MIT比特和原子研究中心的科學家們，提出了一個基于有限部分離散裝配的機械超材料構造系統(tǒng)，通過一系列微型聚合物材料，這種類似“積木”的微型構建基塊，表現出了一些非常獨特的機械性能，比如在受到擠壓時能夠表現出扭轉運動。

這些材料可以通過機器人設備加工，組合各種具有綜合功能的結構，比如汽車、大工業(yè)零件或可以反復組裝成不同形態(tài)的專用機器人。這項研究有望徹底改變超輕、材料節(jié)約型結構的成本、可定制性和機能效率。

這些子單元可以被機器人組裝成大型復雜的物體，包括汽車、機器人或風力渦輪機葉片

江大學研究團隊的超材料的“隱身”裝置的效果

研究人員將這種新型材料稱為“力學超材料”，研究人員創(chuàng)造了四種不同類型的機械元材料子單元，被稱為體素（Voxels，二維圖像像素Pixel的三維化），并以它們在二維圖像像素上的三維變化命名。

每一種體素模型都顯示出傳統(tǒng)天然材料中看不到的特性，結合使用，可以直接生產對環(huán)境刺激作出反應的設備。相關用途包括通過改變其整體形狀而對氣壓變化或風速敏感的飛機機翼或渦輪葉片。

超材料提供奇異特性

材料是我們日常生活中的“?？汀?，如金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、木質材料、復合材料等。但如果說到超材料（metamaterials），恐怕大家會一頭霧水吧？

超材料是指具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料，比如隱身衣是近年來出鏡率比較高的超材料應用，此外還有電磁超材料、左手材料、光子晶體和非正定介質等，聽起來都非?！翱苹谩?。