机器人科学家们一直在使用一种类似于古代折纸艺术的技术，用薄而灵活的纸张开发自主机器。这些轻型机器人制造更简单、更便宜，而且更紧凑，更容易储存和运输。然而，传统上实现先进机器人功能所需的刚性计算机芯片——传感、分析和响应环境，这增加了薄板材料的额外重量，使其更难折叠。因此，必须在机器人形成最终形状后添加基于半导体的组件。
现在，由美国科学家领导的一个多学科团队为完全可折叠机器人创造了一种新的制造技术，该技术可以在不依赖半导体的情况下执行各种复杂机器人。一项详细介绍研究结果的研究发表在《自然通讯》上（“基于折纸的感知、决策和响应机器人集成”）。
通过将柔性导电材料嵌入预先切割的聚酯薄膜中，研究人员创建了一个信息处理单元或晶体管系统，该系统可以与传感器和致动器集成。然后，他们用模拟半导体的简单计算机模拟功能对片材进行编程。一旦切割、折叠和组装，片材就变成了一个自主机器人，可以精确地感知、分析和响应环境。研究人员将他们的机器人命名为“折纸机械”，折纸机械机器人的缩写。
科学家们解释说：“这项工作带来了一类新的折纸机器人，它具有更大的能力和自主性，同时保持了与折纸折叠制造相关的有利属性。”这种折纸机器人的计算能力来自于由折叠和编程的布尔逻辑命令（如“与”、“或”和“非”）创建的机械折纸多路开关的组合。这些开关启用了一种机制，可以根据输入系统的可变压力和热量选择性地输出电信号。
使用新方法，该团队已经建造了三个机器人来展示该系统的潜力：
一种类似昆虫的行走机器人，当它的任一触角感应到障碍物时，它会反转方向
一种类似捕蝇草的机器人，当它的两个下颌传感器都检测到物体时，它会包围“猎物”
一种可重新编程的两轮机器人，可以沿着预先设计的不同几何图案的路径移动
虽然机器人被拴在电源上进行演示，但研究人员表示，长期目标是为自主折纸机器人配备一个由薄膜锂电池供电的嵌入式储能系统。无芯片设计可能会使机器人能够在极端环境中工作——强辐射或磁场，以及具有强烈射频信号或高静电放电的地方——在这些环境中，传统的基于半导体的电子设备可能无法工作。
“这些类型的危险或不可预测的场景，例如在自然或人为灾难期间，是折纸机器人被证明特别有用的地方。”“虽然只有目前来看功能较为单一，但是这些机器人可以根据需要非常快速的设计和制造。此外，虽然距离这里很远，但在其他星球上的环境中，不受这些场景影响的探险家机器人可能是非常理想的。”通过这种灵活的切割和折叠技术制造的预装配机器人可以用扁平包装运输，从而节省大量空间。这在太空任务等场景中很重要，因为每立方毫米都很重要。低成本、轻量化、制造简单的机器人也可能带来创新的教育工具或新型玩具和游戏。
