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【科技日報(bào)】我率先研發(fā)出液態(tài)金屬“軟體動(dòng)物”離《終結(jié)者》機(jī)器人又近了一步

分類：公司新聞
作者：
來源：
發(fā)布時(shí)間：2022-09-02 14:28

【概要描述】經(jīng)典科幻電影《終結(jié)者》系列中出現(xiàn)的T-1000和T-X型號終結(jié)者，可根據(jù)環(huán)境隨意變形，被子彈打穿后可自動(dòng)修復(fù)。讓人們領(lǐng)略到了液態(tài)金屬機(jī)器人的魅力，雖然科幻與現(xiàn)實(shí)研究還存在一定的距離，但清華大學(xué)和中科院理化所聯(lián)合研究組在世界上首次發(fā)現(xiàn)，鎵基液態(tài)合金吞食少量“食物”后，可以在各種形態(tài)和運(yùn)行模式之間轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)快速前進(jìn)。這一發(fā)現(xiàn)為可變形液態(tài)金屬機(jī)器人的研制開辟了新通道。

【科技日報(bào)】我率先研發(fā)出液態(tài)金屬“軟體動(dòng)物”離《終結(jié)者》機(jī)器人又近了一步

分類：公司新聞
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發(fā)布時(shí)間：2022-09-02 14:28
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　　可變形液態(tài)金屬機(jī)器在內(nèi)含電解液的容器或各種槽道中的自主運(yùn)動(dòng)情形

　　經(jīng)典科幻電影《終結(jié)者》系列中出現(xiàn)的T-1000和T-X型號終結(jié)者，可根據(jù)環(huán)境隨意變形，被子彈打穿后可自動(dòng)修復(fù)。讓人們領(lǐng)略到了液態(tài)金屬機(jī)器人的魅力，雖然科幻與現(xiàn)實(shí)研究還存在一定的距離，但清華大學(xué)和中科院理化所聯(lián)合研究組在世界上首次發(fā)現(xiàn)，鎵基液態(tài)合金吞食少量“食物”后，可以在各種形態(tài)和運(yùn)行模式之間轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)快速前進(jìn)。這一發(fā)現(xiàn)為可變形液態(tài)金屬機(jī)器人的研制開辟了新通道。

　　3月26日，在清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系劉靜實(shí)驗(yàn)室，研究小組成員張潔博士給記者展示了這一神奇的現(xiàn)象：電解液中，直徑約5毫米的液態(tài)鎵金屬球，吞食了0.012克鋁之后，能以每秒5厘米的速度前進(jìn)。而在各種槽道中前行時(shí)，可以隨槽道的寬窄自動(dòng)變形調(diào)整，遇到拐彎時(shí)停頓下來，略作“思考”后，蜿蜒前行。整個(gè)過程宛如科幻影片中的機(jī)器人“終結(jié)者”。

　　能“吃食物”，能自主運(yùn)動(dòng)，能變形，這些接近自然界簡單軟體動(dòng)物的習(xí)性，讓劉靜他們把這一研究成果親切地稱之為“液態(tài)金屬軟體動(dòng)物”。它的動(dòng)力從哪兒來呢?劉靜教授告訴記者：“液態(tài)鎵合金和活潑的鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，形成內(nèi)生電場，引起液態(tài)金屬表面張力不平衡，從而對易于變形的液態(tài)金屬產(chǎn)生強(qiáng)大推力;另一方面，上述電化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氫氣也進(jìn)一步提升了推力。這種雙重作用產(chǎn)生了超常的液態(tài)金屬馬達(dá)行為。自主運(yùn)動(dòng)可以長達(dá)1個(gè)多小時(shí)。”

　　實(shí)現(xiàn)能在不同形態(tài)之間自由轉(zhuǎn)換的液態(tài)金屬機(jī)器人，以執(zhí)行高難度的特殊任務(wù)，是科學(xué)界與工程界長久以來的夢想，相關(guān)研究在軍事、民用、醫(yī)療與科學(xué)探索中具有重大理論意義和應(yīng)用前景。劉靜他們的這一成果為研制實(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)。目前，實(shí)驗(yàn)室根據(jù)這一原理已能制成不同大小的液態(tài)金屬機(jī)器，尺度從數(shù)十微米到數(shù)厘米，而且可在不同電解液環(huán)境如堿性、酸性乃至中性溶液中運(yùn)動(dòng)。

　　由于這一發(fā)現(xiàn)的科學(xué)突破性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，研究小組今年3月將部分工作以“仿生型自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬軟體動(dòng)物”為題在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。引起世界范圍內(nèi)眾多科學(xué)雜志、專業(yè)網(wǎng)站的高度重視?！蹲匀弧冯s志在其“研究亮點(diǎn)”欄目以“液態(tài)金屬馬達(dá)靠自身運(yùn)動(dòng)”為題進(jìn)行了報(bào)道;《科學(xué)》網(wǎng)站發(fā)布題為“可變形金屬馬達(dá)擁有一系列用途”的觀察文章和視頻。

　　“下一步，我們希望能賦予這種液態(tài)金屬特定功能，比如藥物遞送、柔性機(jī)器人、血管機(jī)器人等。”劉靜在展望了這一技術(shù)應(yīng)用前景時(shí)表示。