在她整个职业生涯中，机器人学家芭芭拉·马佐莱（Barbara Mazzolai）一直从大自然中汲取灵感。如今，她希望确保自己所研发的 Technologies 也能回馈环境。
芭芭拉·马佐莱手持一款由她协助设计的软体机器人，该机器人以章鱼触手为原型。
马佐莱最初以生物学家的身份入行，一次偶然的机会让她转行投身工程学，并成为仿生机器人领域的早期先驱之一。她凭借对生物学解决多样化问题能力的深入了解，研发出了以章鱼、植物根系甚至种子为原型的机器人。"我一直对生物体以及自然界中经过进化筛选出来的各类奇妙解决方案着迷，"她说道。
但如今在意大利热那亚意大利理工学院担任机器人副院长的马佐莱也认为，工程学需要正视其对自然界的影响。正因如此，她正在倡导一个她称之为"可持续机器人学"的新研究领域。
今年七月，她和研究伙伴在《Nature Machine Intelligence》上发表了一篇宣言，勾勒了一种全新的机器人设计理念，旨在改善自然、人类与技术三者之间的关系。
"我们需要减少技术对环境的影响，"她说，"这实际上是要求我们转变思维方式，为机器人技术和人类社会开拓新的可能性。"在这种新的思维模式中，马佐莱将可持续性视为设计的核心要素。
马佐莱对生命世界的浓厚兴趣可以追溯到她在意大利托斯卡纳海岸、靠近港口城市里窝那的童年时光。她的父亲是一位公共卫生检查员，也是一位职业真菌学家，一家人经常探索森林，了解当地的真菌和植物。
在犹豫是否要追求另一个热爱的艺术之后，马佐莱于1987年决定入读比萨大学攻读生物学。她尤其对海洋生物学感兴趣，但在1995年获得硕士学位前不久，她成功在意大利国家研究委员会生物物理研究所获得了一个研究职位，研究汞等重金属在生物和非生物环境中的循环过程。
这项工作包括采集和分析水、土壤、蔬菜甚至人体的样本，以了解这些金属对健康和环境的影响。与此同时，她还在比萨桑塔安娜高等研究院学习环境管理，并于1998年获得硕士学位。
然而在那段时间里，她了解到该校正在招募生物学家参与设计新的环境监测设备。她于1999年申请并获得该职位，开始在国际知名的生物机器人学家保罗·达里奥（Paolo Dario）的指导下担任研究助理，最初开发传感器，后来开发用于监测空气、水和土壤的机器人。
甚至在进入博士项目之前，马佐莱就于2004年被提升为助理教授，随后不久便首次涉足仿生机器人领域。她与桑塔安娜的同事合作，设计了一款以章鱼为灵感的软体机器人。"我们将其作为软体机器人这一理念的范例提出：证明[机器人]可以是柔软的，但同时也能够对环境施加强大的力量，就像这种动物一样，"她说。
2007年，马佐莱进入罗马托尔·弗加塔大学攻读微系统工程博士学位，同时兼顾在桑塔安娜的工作。她已经在大量使用微制造技术来开发机器人传感器，并对推动该领域的技术发展充满热情。
虽然机器人通常配备用于感知的传感器，如触觉或本体感觉传感器，但这些系统通常只关注理解机器人在环境中的位置，她说。"但很少有机器人集成了物理或化学传感器，来真正理解它们所处的环境，"她补充道。
2009年，马佐莱被任命为意大利理工学院微生物机器人学中心的团队负责人，在那里她继续从事仿生机器人这一新兴领域的工作。两年后，她完成了博士学位并被提升为该中心主任。
大约在同一时期，马佐莱表示自己开始对以植物为模型开发新型机器人感兴趣，将仿生学的范围从动物拓展到植物。她尤其被根系高效探索地下环境的能力所吸引，她设想具备同样灵巧能力的机器人在环境建模和精准农业领域都有应用前景。
当她最初提出这一想法时，同事们对基于看似静止的生物体开发机器人持有一定的怀疑态度。但实际上，她说，植物通过一种被称为不定生长的过程在不断移动。"它们终其一生都在生长，"她说，"它们会调整形态和行为以适应外部环境；它们能够自我修复、感知和沟通。"
然而，要模仿一个运作原理与传统机器人截然不同的系统，需要深入思考。马佐莱表示，从事仿生机器人研究有时需要你拥有"两副大脑"——一副是生物学家的，另一副是工程师的。
这个过程通常涉及对目标生物体的深入研究，以了解其运作的底层原理，然后再尝试设计能够模拟这些原理的机器人。"这不是对自然生物体的简单复制，"马佐莱说，因为生物体既难以复刻，其目标也不同。
虽然许多仿生机器人模仿动物，但植物同样为马佐莱提供了灵感。这款藤须状机器人可以像藤蔓一样缠绕其他结构。
雇主：
意大利理工学院
职务：
机器人学副院长；仿生软体机器人实验室主任
教育背景：
比萨大学生物学硕士学位；桑塔安娜高等研究院生态管理与审计方案硕士学位；罗马托尔·弗加塔大学微系统工程博士学位
以植物根系为例，它们之所以能高效探索土壤，是因为它们仅在结构的最尖端生长，从而减少摩擦，而根部较粗的基部保持静止。与必须从上方推动整个结构的传统钻头相比，这大幅降低了穿透土壤所需的能量。
为了实现这一原理，她的团队开发了一款微型3D打印机，安装在机器人的尖端，通过加热喷嘴输送热塑性线材，在其后方构建蛇形身体。这使得机器人能够高效穿透土壤。尖端还配备了传感器，使其能够避开障碍物并检测附近的养分或水源。
在职业生涯中从自然中"借取"了这么久之后，马佐莱现在迫切希望回馈自然。她说，许多现代技术，包括塑料和汽车电池，在开发时几乎没有考虑其在生命周期结束时对环境的影响。
她希望确保机器人技术不会重蹈覆辙。这正是她和研究伙伴现在所称的"可持续机器人学"的灵感来源。这种方法有三个核心支柱：确保机器人对环境的影响降到最低；使其面向全球各社会经济背景的人群；以及使其具有共生性，同时造福人类和自然。
更具体地说，马佐莱希望将生命周期概念纳入机器人设计之中，使得这些机器人在使用寿命结束时可以被重复使用、回收，甚至生物降解。
这听起来可能很宏大，但她坚信实现这一目标的所有要素已经齐备。她确信这一愿景将激励未来的机器人学者。"有年轻人真正想投身这个领域，因为这正是他们的未来，"她说。面对持续的环境破坏威胁，"他们想要开发出能够帮助应对这一问题的东西。" ■
