我國(guó)科學(xué)家研發(fā)世界首個(gè)液態(tài)金屬『軟體動(dòng)物』
1991年，電影《終結(jié)者2》中出現(xiàn)了史上最強(qiáng)機(jī)器人T-1000，這個(gè)用液態(tài)金屬打造的機(jī)器人無論遭遇到多大的傷害都可以自動(dòng)復(fù)原，甚至可以改變身體的形狀和臉部的容貌。即便是放在今天，T-1000依舊可以說是世界上最強(qiáng)大的機(jī)器人之一。這種變形機(jī)器人一直以來都是科學(xué)家的終極目標(biāo)。隨著科技的不斷進(jìn)步，液態(tài)金屬也開始走進(jìn)我們的視野，但擁有液態(tài)金屬就意味著能制造出“變形機(jī)器人”嗎？
A 自主操作的開關(guān)可讓液體來傳遞信息
澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的科學(xué)家近日表示，他們使用一種液態(tài)金屬合金制造出能自主操作的開關(guān)和泵。最新技術(shù)可用于制造能像活組織一樣行動(dòng)的電子設(shè)備，甚至類似“T-1000終結(jié)者”那樣的3D液態(tài)金屬機(jī)器人。盡管目前“T-1000”離完全實(shí)現(xiàn)還有不少技術(shù)障礙，但澳大利亞的科學(xué)家稱他們已朝這一方向“邁出了堅(jiān)實(shí)的一步”。
他們旨在通過對(duì)材料結(jié)構(gòu)的自動(dòng)移動(dòng)和重新排列進(jìn)行研發(fā)，從而讓液態(tài)金屬能夠自行改變形狀，希望建設(shè)一種名為“soft-circuit”的系統(tǒng)，通過這個(gè)系統(tǒng)讓液體來傳遞信息，而不是固定金屬電路在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)芯片上。研究者稱：“我們不斷對(duì)水的酸、堿和鹽的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證水的化學(xué)反應(yīng)可以使液態(tài)金屬開始移動(dòng)，這改變了以前需要外部機(jī)械、電子或者是光學(xué)興奮劑來進(jìn)行刺激的方法?！?/p>
另外，除了幾乎能做成任何形狀外，液體形式的金屬也能保持高導(dǎo)電性的金屬內(nèi)核以及一層纖薄的半導(dǎo)體皮膚，這也使其成為制造電子電路不可或缺的元件。
B 變形機(jī)器人技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走
理想情況下，利用這項(xiàng)技術(shù)，我們無需對(duì)機(jī)器人進(jìn)行如何的塑形，只需要按照一定程序來改變水的酸堿成分，金屬就能自行達(dá)到既定的形狀。這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到一定程度之后，無論是民用還是軍用，將徹底改變鋼材的應(yīng)用范圍。比如當(dāng)無人機(jī)需要穿越一個(gè)較為低矮的地方，如果采用了這種液態(tài)金屬之后，它可以瞬間變成扁平狀，一舉飛躍障礙。
然而令人遺憾的是，墨爾本的研究者也承認(rèn)，這項(xiàng)技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走，短時(shí)間內(nèi)想要實(shí)現(xiàn)它根本是不可能的。建造液態(tài)金屬機(jī)器人所需要的編程復(fù)雜性將遠(yuǎn)超目前的方法。更困難的是，想要達(dá)到“變形機(jī)器人”的這種高度，勢(shì)必要求內(nèi)部的所有智能設(shè)備也必須采用液態(tài)金屬，就目前的情況來看，我們還找不到一項(xiàng)合適的技術(shù)能夠解決。
也就是說，即便是若干年后液態(tài)技術(shù)的智能性得到解決，其內(nèi)部的智能設(shè)備的變形性也可能無法解決。所以有了液態(tài)金屬，絕對(duì)不意味著“變形機(jī)器人”就一定會(huì)出現(xiàn)。最起碼，我們暫時(shí)不用擔(dān)心機(jī)器人T-1000會(huì)出現(xiàn)在我們的身邊并毀滅世界。
液態(tài)金屬
名詞解釋
“液態(tài)金屬”指的是一種不定型金屬，可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物。
液態(tài)金屬是一種有黏性的流體，具不穩(wěn)定性。它可通過充型過程，形成各種鑄件。在液態(tài)金屬與水體交界面上的雙電層效應(yīng)，可以令室溫液態(tài)金屬具有在不同形態(tài)和運(yùn)動(dòng)模式之間轉(zhuǎn)換的普適變形能力。比如，浸沒于水中的液態(tài)金屬對(duì)象可在低電壓作用下呈現(xiàn)出大尺度變形；一塊很大的金屬液膜可在數(shù)秒內(nèi)即收縮為單顆金屬液球。
2015年3月，由劉靜研究員帶領(lǐng)的中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)合研究小組發(fā)表論文稱，他們研制出了世界上首臺(tái)液態(tài)金屬機(jī)器。該研究成果為研制實(shí)用化智能馬達(dá)、血管機(jī)器人、流體泵送系統(tǒng)、柔性執(zhí)行器乃至更為復(fù)雜的液態(tài)金屬機(jī)器人奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
劉靜研究小組發(fā)現(xiàn)，在電解液中，一塊鎵基液態(tài)合金，在“吞食”鋁作為食物或燃料后，竟可以變形機(jī)器形態(tài)長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了無需外部電力的自主運(yùn)動(dòng)?！坝腥さ氖?，我們觀察到，這種變形機(jī)器不僅能在自由空間運(yùn)動(dòng)，還能在各種結(jié)構(gòu)槽道中前行。更令人驚訝的是，它還會(huì)根據(jù)槽道的寬窄自行調(diào)整，拐彎時(shí)則有所停頓，好似人在遇到障礙物‘思索’后行進(jìn)，像極了科幻電影《終結(jié)者》中的液態(tài)機(jī)器人。”劉靜說。他們稱該液態(tài)金屬機(jī)器為“軟體動(dòng)物”，因?yàn)樗尸F(xiàn)的一系列非同尋常的特性，已經(jīng)相當(dāng)接近自然界簡(jiǎn)單的軟體生物。
