拯救或毀滅世界的十種新創科技 | 4.可程式物質

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如果你所有東西都可以變成你的任何東西，那會怎麼樣？

你的電腦有能力做無限多的事情。因為你的電腦已經是「可程式物質」，可執行任何程式、顯示任何圖片、發出任何聲音，連接設備等。

而這些程式、聲音、影像等等，並非永久崁入電腦中。

世界各地的科學家、工程師、藝術家正試圖實現類似的夢想。設計程式物質，使物質可因應周圍環境而改變，想要把機器人內建在一切事物中，變成幾乎任何形狀的物質，像變形金剛這樣。

目前進行到哪裡了？

可程式物質的意思就是把資訊給予有形的物體，也可能是崁入資料結構中「智慧」，藉由物體的形狀與材質來表現。這使得可程式物質的領域變得相當多樣化。

可程式物質的發展現狀

可程式物質是一種能夠根據預定指令或外部刺激改變其物理性質的材料。這些材料能夠改變形狀、顏色、硬度等，從而實現多種功能。目前，科學家和工程師們已經在多個領域取得了顯著進展。

1. 智能材料（Smart Materials）
   智能材料是可程式物質的一種，能夠對外界刺激作出反應。例如，形狀記憶合金能夠在加熱後恢復原形，這種材料已經應用於醫療器械和航空航天領域。
2. 4D打印技術
   4D打印技術是3D打印的延伸，使用特定的材料和設計，使得打印出的物體能夠隨時間變化其形狀。例如，MIT的研究人員開發出一種材料，能夠根據水分的吸收改變形狀，這在未來的可穿戴設備和醫療植入物中具有巨大的潛力。
3. 柔性電子技術（Flexible Electronics）
   柔性電子技術允許電子設備具有柔性，甚至可以折疊或捲曲。這種技術已經應用於可穿戴設備、柔性顯示屏和柔性太陽能電池等領域。

實例探討

1. 變形家具
   設想你的沙發能夠根據你的需求改變形狀，白天是舒適的座椅，晚上可以變成床鋪。這可以通過內置智能材料和感應器實現，讓家具能夠根據指令自我調整。
2. 自修復材料
   在建築領域，自修復材料已經開始應用。例如，一種水泥材料可以在出現裂縫時釋放出內含的細菌，這些細菌會產生碳酸鈣，從而填補裂縫，延長建築物的壽命。
3. 變色衣物
   依靠智能織物技術，我們的衣服能夠根據環境變化自動調節顏色和圖案。例如，一件外套在陽光下呈現明亮的顏色，而在陰暗環境中變得更為低調，這樣既美觀又實用。

未來展望

隨著技術的不斷進步，可程式物質將變得更加智能和多功能。我們可以期待以下幾個方面的發展：

• 醫療領域的應用
  可程式物質可以用於開發新型的醫療設備，例如能夠根據病人體溫或血糖水平改變形狀或功能的植入物。
• 智能家居的普及
  隨著物聯網技術的進步，可程式物質可以使智能家居更加個性化和自適應。例如，窗戶可以根據室外光線自動調節透明度，室內裝飾可以隨心情變化。
• 環境適應性建築
  建築物可以根據天氣和環境變化自我調整，例如在炎熱天氣下改變外牆顏色以反射更多陽光，或者在寒冷天氣下增強保溫性能。

可程式物質的發展將使我們的生活變得更加便利、舒適和智能。雖然目前還有很多挑戰需要克服，但未來的可能性無限，我們拭目以待。