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2024年6月16日发(作者：)
创新创业课程教学案例——可编程物质
一、生活需求
风靡全球的“变形金刚”系列玩具，如变
形金刚擎天柱（图1），伴随着很多青少年的
孩提时代。由其改编的科幻电影《变形金刚》，
能够将两派机械生命体，变形成立即战斗的机
械人，也可以变形成人类生活中各种常见的机
械体，以适应不同环境的需要。
在生活中，有很多变形物质，如尺子由以
前的钢尺、木尺，变成塑料尺或皮尺，产生了
变形。又如，北方人的面粉是极具变形
的物质，通过不同的加工渠道可以有数万种之多，如各类糕点、各类面食、各类
工艺品等。
随着人工智能时代的到来，利用编程来实现物质的变形已唾手可得。在电影
《终结者2》《蚁人》和《X战警》中也都有主人公的外形瞬间变形的情节，掀
起了一阵“变形热”，原来“忽大忽小”的变形科技目前也是可行的。这些可变
形的物质，激起了科学家们强烈的好奇心。他们希望通过编程将物质进行变形，
因此研究“可编程物质”，成为了他们为之奋斗的梦想。
图1变形金刚擎天柱
二、创新前沿
美国英特尔公司贾森·坎佩利提到，他们已经制造出了与大头针的针帽一样
大小的电脑芯片，这是一种纳米级的微型电脑，被称作“catoms”。如果将这些
电脑芯片进行编程，可根据既定电荷的不同产生不同的组合方式，从而实现不
同的变形。坎佩利进一步表示，比如我的手机放到口袋里显得太大，如果拿在手
里玩又太小。如果我有200至300毫升那么多的(可编程)芯片，那么我可以
随时让手机变成我想要的形状。
简单来说，即手里有这样的芯片之后，就可以通过这种芯片，随意地改变
电脑的形状、大小，当然如果放在办公室使用比较小的话，也可以使用这种芯片
将它再变大，像是变魔术一般。英特尔公司高级研究员贾斯汀·拉特纳称：“在
未来40年内，这将成为一个很普通的技术。”
在手机领域，全面屏普及之后，业内普遍将折叠屏看作未来十年的手机
形态的进化趋势。2019年2月，华为在西班牙巴塞罗那举办的MWC大展上，
正式发布了旗下首款折叠屏+5G手机，——华为MateX（图2）。作为智能
手机工业设计上的又一项技术突破，折叠屏的出现，进一步模糊了手机与平
板之间的界限。除了顶级的配置和酷炫的折叠设计，华为MateX还是首款
支持5G的折叠屏手机。
图2华为5G折叠手机一角V字造型
三、实现时间
美国英特尔公司贾森·坎佩利预测，2100年前将让手机变成自己想要的
形状，并能够通过下载软件轻击按钮即可出现想要的礼物。
四、未来畅想
变形手机是手机领域的一大革命，也是科学家们梦想中的“可编程物质”
的一部分。经过他们的不断努力，未来人们的生活中可能会出现很多可编程的物
质载体。随着AI技术、智能家居、共享经济的发展，“可编程物质”将触及到
生活的方方面面。
创意激发1：未来的可编程汽车会是什么样子？
参考解析：
汽车是人们出行的重要交通工具，目前人们使用汽车存在两大痛点：作为
消费者来讲，第一是价格高导致无法频繁更换；第二是外壳坚硬无法变形
导致必须占用一定空间。作为政府而言，第一是需要建设很多停车位满足停车需
求；第二是车辆太多造成交通堵塞，甚至频发事故，给城市管理造成一定的困境。
如果实现了可变形汽车，人们就可以经常将其变为自己喜欢的形状，或者
因地制宜地停放车辆，从而破解消费者和政府的痛点。因此，可编程汽车需要以
下几个关键问题：
第一，动力装置，是油、电还是空气等，如空气动力生态环保概念车（图3）。
不同的方式有不同的动力装置，以保证车辆正常的行驶行程。
图3空气动力生态环保概念车
第二，底盘部分，包括传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分，
以满足车辆能够沿着既定的方向、速度进行运行。
第三，车身，主要考虑材料问题，尤其随着高新技术材料的兴起和普及，选
对合适的材料也是重要的环节。
第四，智能控制电气设备，包括起动电气控制系统、制动电气控制系统，以
及灯光等其它电气控制系统。
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