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有液态金属

来源:http://www.db-pg.com 作者:太阳2app下载 时间:2019-12-04 01:01

1991年,电影《终结者2》中出现了史上强机器人T-1000,这个用液态金属打造的机器人无论遭遇到多大的伤害都可以自动复原,甚至可以改变身体的形状和脸部的容貌。即便是放在今天,T-1000依旧可以说是世界上强大的机器人之一。这种变形机器人一直以来都是科学家的终极目标。随着科技的不断进步,液态金属也开始走进我们的视野,但拥有液态金属就意味着能制造出“变形机器人”吗?

自主操作的开关可让液体来传递信息

澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家近日表示,他们使用一种液态金属合金制造出能自主操作的开关和泵。新技术可用于制造能像活组织一样行动的电子设备,甚至类似“T-1000终结者”那样的3D液态金属机器人。尽管目前“T-1000”离完全实现还有不少技术障碍,但澳大利亚的科学家称他们已朝这一方向“迈出了坚实的一步”。

他们旨在通过对材料结构的自动移动和重新排列进行研发,从而让液态金属能够自行改变形状,希望建设一种名为“soft-circuit”的系统,通过这个系统让液体来传递信息,而不是固定金属电路在一个标准芯片上。研究者称:“我们不断对水的酸、碱和盐的比例进行调节,从而保证水的化学反应可以使液态金属开始移动,这改变了以前需要外部机械、电子或者是光学兴奋剂来进行刺激的方法。”

另外,除了几乎能做成任何形状外,液体形式的金属也能保持高导电性的金属内核以及一层纤薄的半导体皮肤,这也使其成为制造电子电路不可或缺的元件。

变形机器人技术还有很长的路要走

理想情况下,利用这项技术,我们无需对机器人进行如何的塑形,只需要按照一定程序来改变水的酸碱成分,金属就能自行达到既定的形状。这项技术达到一定程度之后,无论是民用还是军用,将彻底改变钢材的应用范围。比如当无人机需要穿越一个较为低矮的地方,如果采用了这种液态金属之后,它可以瞬间变成扁平状,一举飞跃障碍。

然而令人遗憾的是,墨尔本的研究者也承认,这项技术还有很长的路要走,短时间内想要实现它根本是不可能的。建造液态金属机器人所需要的编程复杂性将远超目前的方法。更困难的是,想要达到“变形机器人”的这种高度,势必要求内部的所有智能设备也必须采用液态金属,就目前的情况来看,我们还找不到一项合适的技术能够解决。

也就是说,即便是若干年后液态技术的智能性得到解决,其内部的智能设备的变形性也可能无法解决。所以有了液态金属,绝对不意味着“变形机器人”就一定会出现。起码,我们暂时不用担心机器人T-1000会出现在我们的身边并毁灭世界。

“液态金属”指的是一种不定型金属,可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。

液态金属是一种有黏性的流体,具不稳定性。它可通过充型过程,形成各种铸件。在液态金属与水体交界面上的双电层效应,可以令室温液态金属具有在不同形态和运动模式之间转换的普适变形能力。比如,浸没于水中的液态金属对象可在低电压作用下呈现出大尺度变形;一块很大的金属液膜可在数秒内即收缩为单颗金属液球。

2015年3月,由刘静研究员带领的中国科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组发表论文称,他们研制出了世界上首台液态金属机器。该研究成果为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。

刘静研究小组发现,在电解液中,一块镓基液态合金,在“吞食”铝作为食物或燃料后,竟可以变形机器形态长时间高速运动,实现了无需外部电力的自主运动。“有趣的是,我们观察到,这种变形机器不仅能在自由空间运动,还能在各种结构槽道中前行。更令人惊讶的是,它还会根据槽道的宽窄自行调整,拐弯时则有所停顿,好似人在遇到障碍物‘思索’后行进,像极了科幻电影《终结者》中的液态机器人。”刘静说。他们称该液态金属机器为“软体动物”,因为它呈现的一系列非同寻常的特性,已经相当接近自然界简单的软体生物。

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