内布拉斯加大学林肯分校的工程团队在开发软体机器人和可穿戴系统方面取得了重要进展，这些系统能够像人类和植物皮肤一样检测并自我修复损伤。工程师埃里克·马克维卡（Eric Markvicka）与研究生伊桑·克林斯（Ethan Krings）和帕特里克·麦克马尼加尔（Patrick McManigal）在佐治亚州亚特兰大举行的IEEE国际机器人与自动化会议上发表了一篇论文，提出了一种能够检测穿刺或极端压力损伤、定位损伤并自主启动自愈机制的软体机器人技术。

马克维卡和他的团队开发了一种智能、自愈的人工肌肉，采用多层结构，使系统能够识别和定位损伤，然后启动自我修复机制——所有这些都不需要外部干预。

该团队的“肌肉”——即机器人中将能量转化为物理运动的执行器——由三层组成。底层是损伤检测层，由嵌入硅胶弹性体中的液态金属微滴组成的软电子皮肤。该皮肤粘附在中间层——自愈组件，这是一种硬质热塑性弹性体。最上面是执行层，当被水加压时，它会启动肌肉的运动。

其工作原理是：底层皮肤通入五路监测电流连接微控制器。当发生损伤时，会形成新的导电路径。系统通过增强电流使该路径成为焦耳加热器，产生的热量熔化中间层实现自愈。最后通过电迁移效应消除损伤电路痕迹，完成系统重置。

研究人员创新性地利用传统认为有害的电迁移现象解决自愈系统难题：通过增强电流诱导电迁移和热失效机制，清除损伤形成的永久性导电路径。“电迁移通常被视为电子微型化的障碍，”马克维卡指出，“我们首次将其用于消除'永久性'电路痕迹，实现了突破性应用。”。

这项自主自愈技术具有广泛的应用前景：在农业领域可应对树枝、荆棘等尖锐物损伤；在可穿戴健康监测设备领域能提升耐用性；更有望缓解每年数十亿磅含铅、汞等有毒物质的电子垃圾污染问题。

这项技术也将更广泛地造福社会。大多数消费级电子产品的使用寿命仅为一到两年，每年产生数十亿磅的电子垃圾。这些垃圾中含有铅和汞等毒素，威胁人类和环境健康。自愈技术可以帮助遏制这一趋势。