來自西北大學的工程師們發展出一種新的模組化機器人類別，稱為「腿部變形機器」(legged metamachines)。這些機器具有內建的運動智能，能夠即時適應環境。這些機器人由自主的、類似樂高的模組組成，每個模組都包含自己的電路板、電池和馬達。雖然單一模組能夠滾動和跳躍，但當多個模組連接在一起時，其真正的威力才會顯現出來。
這些變形機器的核心組件由長約半米的模組化肢體組成，中央球體連接兩個延長的棍狀部分。這個球體內部包含了機器人生存所需的一切：神經系統、代謝和肌肉，研究的主要作者Sam Kriegman表示。「這意味著一個電路板、一個電池和一個馬達。」這些模組的機械設計相對簡單，只能圍繞單一軸旋轉，但它們卻出乎意料地敏捷和聰明，Kriegman 補充道。
為了找到最佳的運動形狀，Kriegman的團隊使用了一種演化算法，模擬達爾文進化過程中的變異和選擇。這種AI技術繞過了傳統的人類設計，進化出高效能的身體類型，其中模組部件承擔專門的角色。最終的結果是一些奇特、外星般的模組機器，這些設計是任何人類工程師都不敢在白板上草擬的。
這些新型機器人的動作與自然界的動物相似，從海豹的有節奏的波動，到蜥蜴的快速跳躍，或是袋鼠強而有力的彈簧式跳躍。這些變形機器由獨立的機器人單位組成，能夠進行複雜的雜技表演，並在面臨極端損壞的情況下生存，而這些損壞對於傳統設計來說是致命的。當機器受損時，它們不會陷入故障，而是會重新配置；被切斷的部分仍然保持自主，繼續移動，直到能夠重新加入集體中。
Kriegman指出，「這些是第一批在電腦內進化後走出戶外的機器人。」它們能迅速組裝並立即啟動，能自由地在野外移動，並輕鬆從對其他機器人來說致命的重大傷害中恢復過來。如果被翻倒，它們會本能地將自己翻正，繼續前進。即使被切成兩半或分成多個部分，變形機器的每個模組仍然可以成為獨立的代理。
為了驗證AI的設計，Kriegman的團隊建造了實體的三足、四足和五足原型，並在各種戶外地形中進行測試，從變幻的沙地到纏繞的樹根。這些變形機器展現了自主性，能夠無需手動重新校準地進行翻轉和跳躍。最引人注目的特徵，就是它們的功能性不朽。由於每個變形機器本質上都是由其他機器人構成，即使遭遇災難性損壞也不會致命。如果一條腿被切斷，主體會立即重新調整步伐，而被切斷的肢體不會成為死重，它仍然是一個自主的代理，能夠在地形上滾動和爬行，直到能夠重新加入其團隊。
變形機器可以迅速組裝、修復、重新設計和重新組合。組裝完成後，它們能夠立即在各種非結構化環境中自主移動。這項研究可能會引導未來能夠自我修復和快速重新配置的機器人，以及適用於極端環境的機器。這項研究的結果已發佈於《美國國家科學院院刊》。
