机器人蜂窝材料自发合拍，长成新型时间晶体
这是一种用机器人造出的时间晶体。据ScienceAlert、Phys.org等多家媒体报道，一个欧洲团队造出由37个主动单元组成的二维蜂窝状机电超材料，每个单元都装有传感器、电子器件和驱动器。把它推过失稳阈值后，单个单元开始自发振动，起初频率约30赫兹、波长很短、各自为政，随后短波逐渐让位给长波，波长、周期和振幅一路增长，最终整块材料以同一个缓慢而有力的节拍集体起伏，进入物理学家所说的时间晶体状态。
官方口径来自10月14日发表在《自然》上的论文，题为波粗化驱动机电超材料的时间结晶。研究由阿姆斯特丹大学的乔纳斯·芬斯特拉、伯明翰大学的杰克·比尼什领衔，资深作者为剑桥大学的安东·苏斯洛夫和阿姆斯特丹大学的科朗坦·库莱，参与单位包括阿姆斯特丹、伯明翰、里昂、代尔夫特、莱顿和剑桥6所高校。团队把这一过程命名为波粗化。比尼什说，这项研究是自发组织的有力例证，微小振动不断自我组织，直到整块材料协调运动，如同乐手逐渐找到同一个节拍。
为什么能自己合拍，关键在于非互易作用。据报道，研究人员故意让材料中一个部位对另一部位的影响不再对等，打破作用与反作用的对称。在这种设置下，振动不再衰减或原地不动，而是出现正反馈：振幅长大后改变系统动力学，让更长波长的波更占优势，更大的波又进一步强化自身优势。于是主导波越来越大、越来越慢，直到触及材料尺寸允许的极限。团队在一维和二维机电超材料中都观察到这一现象，并测得其动力学标度行为，还通过打破动量守恒把过程按住，验证了机理。
影响最直接的是机器人和活性物质领域。实验材料集成了100多个传感器和致动器，配有三维打印部件和把电能变为机械运动的自制洛伦兹致动器，每个致动器需要20多个胶点，由阿姆斯特丹大学技术中心协助组装，实习生参与拼装。剑桥卡文迪许实验室指出，这种从快速局域抖动自发长成慢速全局协调变形的能力，意味着可编程超材料无须外部节拍器就能自己协调步态。Scienmag援引团队判断称，波粗化可用来控制形状变化和定向运动，有望用于机器人、活性物质和光力学，成为研制生物启发多功能机器人的关键一步。
接下来团队要把波粗化推向三维。据Mirage News等媒体报道，研究人员希望研制三维活性材料，引入剪切、弯曲和扭转等更多相互作用方式，弄清波粗化在三维中如何表现、如何用于控制自支撑材料的形状变化。Scienmag的分析认为，波粗化可能成为横跨声学、光力学、生命物质和软机器人的非线性波组织原理。若能在更大尺度保持抗随机扰动的同步能力，自组织节拍将从实验室演示变为可工程化的控制手段。