许多动物能够在行走、跳跃、爬行和游泳之间平稳过渡，而不需要进行大量的调整或重新配置。相比之下，大多数机器人却不能。然而，卡内基梅隆大学的研究人员已经开发出能够在各种运动模式之间无缝切换的软体机器人，例如从行走到游泳或从爬行到滚动。

"我们受到大自然的启发，开发出一种能够执行不同任务并适应环境的机器人，而无需增加致动器或复杂性，"计算机科学学院人机交互研究所变形物质实验室的博士后Dinesh K. Patel说。"我们的双稳态致动器简单、稳定、耐用，为未来的动态、可重新配置的软体机器人工作奠定了基础。

双稳态致动器是由含有形状记忆合金弹簧的3D打印软橡胶制成的，它对电流的反应是收缩，这导致致动器弯曲。该团队利用这种双稳态运动来改变推杆或机器人的形状。一旦机器人改变了形状，它就会保持稳定，直到另一个电荷将它变回以前的配置。

CMU工程学院机械工程系教授卡梅尔-马吉迪（Carmel Majidi）说："与动物如何从行走到游泳到爬行到跳跃相匹配，是生物启发和软体机器人技术的一个巨大挑战。"

例如，该团队创造的一个机器人有四个弯曲的致动器，连接到一个由两个双稳态致动器组成的手机大小的身体的四角。在陆地上，弧形致动器充当腿，使机器人能够行走。在水中，双稳态致动器改变了机器人的形状，使弧形致动器处于一个理想的位置，充当螺旋桨，使它能够游泳。

"需要有腿来在陆地上行走，需要有螺旋桨来在水中游泳。"密歇根大学机器人学助理教授、Majidi的前博士生Xiaonan Huang说："用为每种环境设计的独立系统来建造机器人会增加复杂性和重量。"我们为两种环境使用同一个系统，以创造一个高效的机器人。"

该团队创造了另外两个机器人：一个可以爬行和跳跃，一个受毛虫和球鼠妇（西瓜虫）的启发，可以转换爬行和滚动的姿态。

这些执行装置只需要一百毫秒的电荷就能改变它们的形状，而且它们很耐用。该团队让一个人骑着自行车在其中一个执行器上骑了几次，并将他们的机器人形状改变了数百次，以证明其耐用性。

在未来，这些机器人可用于救援情况或与海洋动物或珊瑚互动。在执行器中使用热激活弹簧可以开辟环境监测、触觉以及可重构电子和通信方面的应用。

HCII的Cooper-Siegel助理教授兼Morphing Matter实验室负责人Lining Yao说："有许多有趣和令人兴奋的场景，像这样的节能和多功能机器人可能是有用的。"