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【科技日報】我率先研發出液態金屬“軟體動物”離《終結者》機器人又近了一步
- 分類：公司新聞
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- 來源：
- 發布時間：2022-09-02 14:28
【概要描述】經典科幻電影《終結者》系列中出現的T-1000和T-X型號終結者，可根據環境隨意變形，被子彈打穿后可自動修復。讓人們領略到了液態金屬機器人的魅力，雖然科幻與現實研究還存在一定的距離，但清華大學和中科院理化所聯合研究組在世界上首次發現，鎵基液態合金吞食少量“食物”后，可以在各種形態和運行模式之間轉換，并實現自驅動快速前進。這一發現為可變形液態金屬機器人的研制開辟了新通道。
【科技日報】我率先研發出液態金屬“軟體動物”離《終結者》機器人又近了一步
【概要描述】經典科幻電影《終結者》系列中出現的T-1000和T-X型號終結者，可根據環境隨意變形，被子彈打穿后可自動修復。讓人們領略到了液態金屬機器人的魅力，雖然科幻與現實研究還存在一定的距離，但清華大學和中科院理化所聯合研究組在世界上首次發現，鎵基液態合金吞食少量“食物”后，可以在各種形態和運行模式之間轉換，并實現自驅動快速前進。這一發現為可變形液態金屬機器人的研制開辟了新通道。
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- 發布時間：2022-09-02 14:28
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可變形液態金屬機器在內含電解液的容器或各種槽道中的自主運動情形
經典科幻電影《終結者》系列中出現的T-1000和T-X型號終結者，可根據環境隨意變形，被子彈打穿后可自動修復。讓人們領略到了液態金屬機器人的魅力，雖然科幻與現實研究還存在一定的距離，但清華大學和中科院理化所聯合研究組在世界上首次發現，鎵基液態合金吞食少量“食物”后，可以在各種形態和運行模式之間轉換，并實現自驅動快速前進。這一發現為可變形液態金屬機器人的研制開辟了新通道。
3月26日，在清華大學醫學院生物醫學工程系劉靜實驗室，研究小組成員張潔博士給記者展示了這一神奇的現象：電解液中，直徑約5毫米的液態鎵金屬球，吞食了0.012克鋁之后，能以每秒5厘米的速度前進。而在各種槽道中前行時，可以隨槽道的寬窄自動變形調整，遇到拐彎時停頓下來，略作“思考”后，蜿蜒前行。整個過程宛如科幻影片中的機器人“終結者”。
能“吃食物”，能自主運動，能變形，這些接近自然界簡單軟體動物的習性，讓劉靜他們把這一研究成果親切地稱之為“液態金屬軟體動物”。它的動力從哪兒來呢?劉靜教授告訴記者：“液態鎵合金和活潑的鋁發生化學反應后，形成內生電場，引起液態金屬表面張力不平衡，從而對易于變形的液態金屬產生強大推力;另一方面，上述電化學反應過程中產生的氫氣也進一步提升了推力。這種雙重作用產生了超常的液態金屬馬達行為。自主運動可以長達1個多小時。”
實現能在不同形態之間自由轉換的液態金屬機器人，以執行高難度的特殊任務，是科學界與工程界長久以來的夢想，相關研究在軍事、民用、醫療與科學探索中具有重大理論意義和應用前景。劉靜他們的這一成果為研制實用化智能馬達、血管機器人、流體泵送系統、柔性執行器乃至更為復雜的液態金屬機器人奠定了理論和技術基礎。目前，實驗室根據這一原理已能制成不同大小的液態金屬機器，尺度從數十微米到數厘米，而且可在不同電解液環境如堿性、酸性乃至中性溶液中運動。
由于這一發現的科學突破性和實際應用價值，研究小組今年3月將部分工作以“仿生型自驅動液態金屬軟體動物”為題在線發表在《先進材料》上。引起世界范圍內眾多科學雜志、專業網站的高度重視。《自然》雜志在其“研究亮點”欄目以“液態金屬馬達靠自身運動”為題進行了報道;《科學》網站發布題為“可變形金屬馬達擁有一系列用途”的觀察文章和視頻。
“下一步，我們希望能賦予這種液態金屬特定功能，比如藥物遞送、柔性機器人、血管機器人等。”劉靜在展望了這一技術應用前景時表示。
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