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看过《终结者》系列的朋友们一定记得在第二部中的反派机器人T,他的身体由可还原记忆的液态金属构成,固液形态任意转换,轻松穿过各种围栏。任“州长”施瓦辛格饰演的T如何击打,T的伤口都会自动闭合,那段在电梯和炼钢厂的打斗不知道是多少人的“童年阴影”。
如果说T给了液态金属在机器人领域的想象空间,那么中国学者近日发表的设计让现实与理想的距离大大缩短。中国科学技术大学精密机械与精密仪器系副教授张世武研究团队联同其他科学小组,研发出了一款镓基室温液态金属的新型机器人驱动器,首次实现了液态金属驱动的功能性轮式移动机器人。
它为世界带来了什么?
对于液态金属机器人,除了T给我们带来了直观的感受,日常生活中很难接触到其他的介绍。因此,人们不禁想问,它的出现给这个世界带来了什么?
根据中科院介绍,镓基室温液态金属具独特的表面性质及理化特性,可以通过电场、磁场以及浓度梯度场等多种能量场或者表面改性等方式,实现变形、移动、分离以及融合等多种形态学变化,在MEMS(微电机系统)、微流体、生物医学以及机器人等领域展示出巨大的应用前景。
研究人员利用镓基室温液态金属巨大的表面张力,设计了一种具有超疏水表面的极轻半封闭轮式结构,将液态金属液滴限制在狭长的轮体内部。随后,利用外部电场驱动液态金属移动,持续改变机器人的重心使其滚动。通过建模解析和实验,研究人员发现了获得驱动运动的最佳参数匹配。
它的任务不是“终结”,而是改变
通过给机器人配置集成电路系统,机器人便有了自驱动的能力,这种新型的驱动方式能弥补传统机器人的结构复杂、体积过大和驱动能效低的缺点,改变了微小机器人和特种机器人的发展模式。
此外,据中科院介绍,这种由纯液态金属的运动控制,丰富了液态金属的驱动方法,具有运动平滑柔顺、无噪声、低振动、成本低廉、易于制造等特点,有望在自动生产线以及实验室自动化中大展身手。在未来,这个液态金属机器人有望改变工厂的制造模式,为企业带来更高的效能。
这次的液体金属机器人的研制成功,也标志了中国在国际液态金属功能机器人的科技领先地位。虽然当下的应用研究仅局限于以液态金属液滴为机器人本体,尚无基于液态金属的功能性机器人的设计,但是根据不同的应用场景,功能性机器人的问世也不再那么遥远。
一项技术的更新会在一定程度上让人们感到担忧,T这样的角色如今来看都已经不能称之为“幻想”,如何让机器人正确地服务人类,也许是下一个要解决的大问题了。
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