中国造出液态记忆金属！机器人能自由切换固态液态
发布时间：2023-01-30 10:48:04 所属栏目：业界 来源：互联网
导读： 在电影《终结者2》中，为了提前杀死未来的人类领袖，天网派出了一个超级王牌新型机器人——T-1000。
相较于施瓦辛格饰演的老终结者，T-1000明显强大了许多，它由一
相较于施瓦辛格饰演的老终结者，T-1000明显强大了许多，它由一
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在电影《终结者2》中，为了提前杀死未来的人类领袖，天网派出了一个超级王牌新型机器人——T-1000。 相较于施瓦辛格饰演的老终结者，T-1000明显强大了许多，它由一种被称为“液态记忆金属”的科幻材料打造，可以在-182℃到3000℃的环境下自由生存。 其中，让人比较印象深刻的是T-1000可以由固态切换成液态并穿过铁牢，也可以在打散之后重新组合起来，这个无所不能的T-1000估计是许多人的童年噩梦。 据信，《终结者》系列的导演詹姆斯·卡梅隆在1984年拍摄第一部的时候就已经设想过拥有T-1000相似能力的机器人了，只是受限于当时的CGI(电脑三维动画)技术，他没法将这种机器人放到电影中展示。 然而，最近有科学团队在现实中研制了类似的材料，制作了一个小型机器人，并让它液化通过铁笼后重新恢复成固态原形，以此来致敬《终结者》系列。 磁活性固液相变机器 在现实生活中，现在硬体机器人已经非常常见了，也用到了各个领域，只是还没有达到科幻电影中机器人的能力。 但是，硬体机器人的缺点就像《终结者2》中描述得那样，它很难通过一些狭小的空间，或者说它不够灵活，只能在一些特定的环境下工作。 软体的机器人同样也存在，这种机器人可以进入狭小的空间，但它们能做的事情很有限，甚至无法搬动重物，最重要的是它们很难控制。 为了找到一个折中方案，香港中文大学Chengfeng Pan博士领导的一个科研团队在大自然中寻找灵感。 他们发现，海参等动物可以改变其组织的刚度以提高负载能力并限制物理损伤，而章鱼可以改变其手臂的刚度以进行伪装、物体操纵和运动。 所以，只要找到一种材料，让它能够轻易在“软态”和“刚态”之间切换，似乎就可以解决只有一种形态的机器人的许多痛点，在一些更特殊的场景上得到运用。 这个团队最终把目标锁定在那些在接近室温的温度下就能变成液态的金属，这里你可能会想到水银，但其实水银很不理想，因为水银要变成固态需要很低的温度（-38.87℃）。 在经过筛查之后，金属镓非常符合要求，常温下基本是固态，但是熔点只有29.8°C。 然后，该团队在镓中添加了钕铁硼磁性微粒，添加磁性微粒的目的主要有两个： 一个是它能让材料对交变磁场做出反应，因此只要通过磁场感应来加热材料引发固液相变就好了。 另外一个则是赋予机器人机动性和响应磁场移动的能力，简单地说就是方便操控机器人。 其实，相移材料很早就出现了，但之前的材料需要外部热源或电流来进行相转换，而这次中国的团队则是利用了磁场，他们把这个称之为“磁活性固液相变机器”。 是否和T-100能力差不多？ 这个团队除了让一个液化的机器人通过了铁笼之外，它们还做了一系列测试，包括让固态时的小机器人跳过 21 毫米的坎，爬墙等等，而液态时的机器人可以轻松绕过物体，并重新组合，在重新组合和重新固化之前，机器人甚至还可以分开执行协作任务。 虽然能力上看着很有潜力，但其实它和T-1000还是有很大的出入的。 液化之后的材料其实是通过一个模具重新将小机器人复原的，另外受限于磁感应操控，这种小机器人的最高速度只能达到1.5 m/s，而受限于材料本身，它的最高负载大约只有30公斤。 不过由于T-1000是在液氮和钢水的作用下被终结的，所以专家还是调侃说：为将来准备一些液氮或钢水可能是明智的。 那么，还有一个问题，这样的材料将来会用在哪里呢？  其实，几乎所有科研团队的辛苦钻研的目的都是希望能找到其研究项目的潜在价值，并从中获利，我们现在所有应用的所有技术都是这么来的。 磁活性固液相变机器的目的是解决我们前面提到的纯固态和液态材料打造机器的一些痛点，它将解决一些医学和工程问题。 在工程学方面，该团队设想该系统能够在难以触及的空间进行维修，并作为“通用螺钉”使用，它会融化到螺孔中并凝固，而无需实际拧紧。 对医学的潜在价值是该团队最希望探索的，因为这种相移材料不需要借助电流，而磁场对人体几乎无害。 他们通过一段视频展示了小机器人液化之后，在人体的胃里轻松取出异物，另外也可以将药物输送到体内最合理的位置，做到更精准地治疗。 总得来说，这个相移材料在将来还是有一定潜力的，不过也有人担心把它武器化的话会带来一些麻烦，因为它将是难以追踪和提取的东西。 （编辑：厦门网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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