機器人「進食」革命：突破能源瓶頸的新可能

當前的機器人面臨一個根本性問題：它們的體力遠不及工作量。即便是最先進的鋰電池，其能量儲存效率仍遠遜於生物代謝系統。但科學家已找到突破方向——讓機器人學會「進食」。

今年初在北京舉行的半程馬拉松賽事中，一臺機器人以2小時40分鐘的成績完賽。雖然比人類冠軍慢了近1.5小時，但這個表現已超越許多業餘跑者。值得注意的是，這臺機器人全程21公里的穩定表現，其實是透過三次更換電池才實現的。這個細節凸顯機器人領域的關鍵課題：能源續航力。

現代機器人在動作敏捷度上已能媲美生物，波士頓動力公司的Spot和Atlas等機器人展現的行走、奔跑與攀爬能力，甚至在某些方面超越動物肌肉效率。但續航表現卻是另一回事——Spot充滿電僅能運作90分鐘，之後需充電近1小時，與人類工作者8-12小時的工時或雪橇犬多日的耐力相去甚遠。

問題核心在於能量儲存方式。目前機器人普遍使用的鋰電池，每年效能僅提升約7%，按此速度需十年才能讓續航力翻倍。相較之下，動物脂肪的能量密度高達每公斤9度電，雪橇犬體內儲存的68度電相當於一輛充滿電的特斯拉Model 3。若要讓機器人達到同等續航，電池效能必須提升數十倍。

在災難現場、偏遠地區或長期任務中，充電設施往往不可得。雖然增加電池數量是直觀解法，但重量增加會形成惡性迴圈——Spot的電池已佔總重量16%。太陽能板雖是替代方案，但產出功率難以支撐機器人實際行動需求。

這些限制決定了機器人的應用邊界：45分鐘續航的救難機器人可能無法完成搜救；每小時需充電的農用機器人趕不上收成時效。若期待機器人在長照、危險環境探索等領域發揮作用，必須突破「分鐘級」的續航限制。

新一代鋰硫電池、金屬空氣電池雖具潛力，但仍面臨充電困難、效能衰退等技術瓶頸。快充技術雖能縮短停機時間，卻會加速電池老化，且需高功率充電設施支援。

突破性思維來自生物啟發：與其「充電」，不如讓機器人「進食」。研究團隊正開發類似消化系統的化學反應器，可將鋁等高能材料轉化為電力；另有團隊仿效血液迴圈系統，開發流體能量裝置——某款機器魚藉此將能量密度提升三倍，相當於電池技術16年的進步幅度。

這種仿生設計不僅解決能源問題，更開啟多功能整合可能：迴圈流體可協助散熱；分散式能量儲存於肢體關節；自我修復機制等。未來的機器人不僅續航更長，還將具備生物般的適應力與韌性。

現代機器人已能模仿動物的爆發力，AI運算能力也不斷進步，唯獨能源系統仍是短板。要讓機器人真正成為人類夥伴，我們需要賦予它們的不只是智慧與靈活性，更是持久運作的「生命力」。