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你见过机器人可以变成液体,从监狱中逃出来吗?
你认为这是《终结者2》中的情节,那么你想错了。由中山大学、浙江大学和美国卡内基梅隆大学的研究人员组成的团队,研发出一种微型机器人,这种微型机器人可以在电磁场的控制下,可以实现在液态和固态之间快速地完成可逆转换。这样机器人就可以从监狱中逃出来。
这一想法主要参考海参的行为。这种机器人除了能够进行变形外,还具有磁性,可以导电。研究人员还让这种机器人,在一个可移动、可变形的环境中完成了一系列测试。这篇名为《磁活性液固相过渡物质(Magnetoactiveliquid-solidphasetransitionalmatter)》的文章发表在1月25日的《物质(Matter)》杂志上面。
在我们的印象里,传统的机器人的身体都是非常坚硬的。但是软体机器人却相反,虽然它们很灵活,但是却很脆弱,还非常难以控制。为了使软体机器人能够发挥更大的作用,研究团队的研究人员,赋予了机器人,在液态和固态之间进行自由转换的能力,使其具备更多的功能。
研究人员在镓中嵌入磁性粒子,创造出一种新的相移材料,这种材料被称为磁性固液相变机器,这种金属材料的熔点非常低,只有29.8°C。这种材料的磁性粒子有2个作用,第1个作用是使材料对交变磁场产生感应,因为电磁感应磁场可以使材料进行加热。第2个作用是这种材料在磁场的控制下,可以发生移动,从而具备移动的能力。
这种新方法与依赖热枪、电流和其它外部热源,使材料从固态转变到液态,形成了鲜明的对比。与其它相变材料相比,这种材料还拥有非常好的液相流动性,也就是说当这种材料变成液体时,具有更好的流动性。而其它材料在变成液态时,粘度相对来讲要高很多,流动性会差一些。
在探索这种材料的应用环境前,研究人员对这种材料在各种环境下的流动性和强度进行了测试。在电磁场的帮助下,这种软体机器人可以跳过护城河、爬墙,甚至是被分割成2半,还能够变成碎块与其它物体一起移动,最后再组合到一起。
软体机器人变软,然后重塑成原来的形状。这将会解决一些医学和工程问题。
在生物医学方面,这个团队用这种机器人从胃部模型中去除异物,并将药物输送到胃部。
这种材料还可以作为智能焊接机器人,用于电路的组装和维修。在难以触及的电路中,这种材料可以既充当焊料,又充当导体。
此外,这种材料还可以作为机械螺丝钉,在难以触及的地方去组装零件。这种材料可以在电磁场的作用下融化到螺纹套管中,然后再进行固化,这样不需要再次进行拧紧。
研究人员表示,这种机器人在生物医学环境中的应用潜力非常巨大,还需要进一步研究如何将药物输送到人体内部,以及清除异物。还需要不断地进行更多的实验和改进,才有可能把它应用到实际环境中。
参考:
1.《磁活性液固相过渡物质(Magnetoactiveliquid-solidphasetransitionalmatter)》
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