大多數(shù)科幻電影愛好者肯定不會錯過上世紀80年代的科幻大片《終結(jié)者》系列，它是近幾十年來最優(yōu)秀的科幻大片之一。這個使人神經(jīng)繃緊、動作巧妙的科幻片第一次讓奧地利健美運動員阿諾·施瓦辛格博得了世人的關(guān)注。他飾演的反派機器人T-1000給我們留下深刻印象。它由特殊液態(tài)金屬組成，時而堅不可摧，時而柔軟似水，能夠隨意變換各種形態(tài)穿梭于各種夾縫中。T系列液態(tài)金屬機器人開啟了液態(tài)金屬在機器人領(lǐng)域應(yīng)用的夢想之門。

近期，國際著名學(xué)術(shù)期刊《先進材料》刊發(fā)的一篇文章再度點燃人們對液態(tài)金屬機器人的憧憬與熱情。文章介紹了由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張世武副教授所在的研究團隊、澳大利亞伍倫貢大學(xué)李衛(wèi)華教授所在的研究團隊和蘇州大學(xué)李相鵬副教授所在的研究團隊組成的聯(lián)合研究組，設(shè)計了基于鎵基室溫液態(tài)金屬的新型機器人驅(qū)動器，并首次實現(xiàn)了液態(tài)金屬驅(qū)動的功能性輪式移動機器人的科研成果。該聯(lián)合研究組所采用的鎵基室溫液態(tài)金屬具獨特的表面性質(zhì)及理化特性，可以通過電場、磁場以及濃度梯度場等多種能量場或者表面改性等方式，實現(xiàn)變形、移動、分離以及融合等多種形態(tài)學(xué)變化，在MEMS、微流體、生物醫(yī)學(xué)以及機器人等領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用前景，引起國際上的廣泛關(guān)注。

鎵基室溫液態(tài)金屬具有巨大的表面張力，在極低的電場功耗下展示出高效的運動能力。聯(lián)合研究組巧妙地將高效液態(tài)金屬驅(qū)動和變重心機構(gòu)相結(jié)合，開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡單緊湊、驅(qū)動性能好的新型液態(tài)金屬機器人。研究人員設(shè)計了一種具有超疏水表面的極輕半封閉輪式結(jié)構(gòu)，將液態(tài)金屬液滴限制在狹長的輪體內(nèi)部；通過巧妙設(shè)計的隨動微型電極支架施加外部電場驅(qū)動輪體內(nèi)液態(tài)金屬運動，進而持續(xù)改變輪式機器人的重心，驅(qū)動輪式機器人滾動。

同時，研究人員對所提出的新型液態(tài)金屬機器人進行動力學(xué)建模與分析，并通過實驗探索了電解液濃度、施加電壓、液態(tài)金屬體積、輪體結(jié)構(gòu)等參數(shù)對機器人運動性能的影響，獲得驅(qū)動運動的最佳參數(shù)匹配。進一步，通過集成電池系統(tǒng)，研究人員成功設(shè)計了新型液態(tài)金屬自驅(qū)動輪式移動機器人。

該研究有望啟發(fā)一種新型驅(qū)動方式，彌補傳統(tǒng)機器人驅(qū)動方式（電機、液壓及氣動等）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大以及驅(qū)動能效低等不足，促進未來微小機器人及特種機器人系統(tǒng)的發(fā)展。在不久的將來，液態(tài)金屬機器人將在癌癥靶向治療及智能柔性可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域大展身手。

這是否意味著熒屏上的T系列液態(tài)金屬機器人正一步步“走”向現(xiàn)實？要想把T系列液態(tài)金屬機器人變?yōu)楝F(xiàn)實，我們還有很長的路要走，因為其中涉及材料學(xué)、生物學(xué)、機器人、流體力學(xué)、電子、傳感器以及計算機等多學(xué)科，而其關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是要有過硬的液態(tài)金屬。提起液態(tài)金屬，也許你首先會想起金屬汞。T系列機器人之所以那么霸道、厲害，很大部分也得益于它的液態(tài)金屬軀體。我們先來大概了解一下液態(tài)金屬。

目前我們所說的液態(tài)金屬一共有三種含義。第一種指的是在常溫下呈液態(tài)的金屬，如常見的金屬汞等。這里的液態(tài)金屬中的液態(tài)是指液體形狀；第二種就是我們常說的非晶合金。非晶合金之所以也叫液態(tài)金屬，是因為這種合金是固體形狀，本應(yīng)該是晶態(tài)，卻保留了液體形態(tài)下的非晶態(tài)；第三種就是《終結(jié)者》中出現(xiàn)的T系列機器人所用的液態(tài)金屬，它是由一種名為Mimeticpolyalloy（擬態(tài)合金）的液態(tài)金屬打造?，F(xiàn)實中的前兩種液態(tài)金屬與電影中的第三種液態(tài)金屬還有很大的差距，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

首先，使用狀態(tài)。第一種液態(tài)金屬如金屬汞在常溫狀態(tài)下就是液體。第二種非晶合金如非晶戒指、非晶高爾夫球棒、網(wǎng)球拍以及非晶U盤等都是固體。而電影里T系列機器人的液態(tài)金屬則具有液體般流動性，并可在液態(tài)和固態(tài)之間隨意轉(zhuǎn)化。

其次，性能差異。電影里展示的液態(tài)金屬不僅具有液態(tài)的靈動性，還具有金屬的高強度。如形狀記憶合金一般，受傷變形后還能恢復(fù)到原狀。韌性好到可以任性地穿過鐵柵欄門。無需防彈鎧甲，瀟灑地穿過槍林彈雨，打爆頭也不怕，傷口自愈合！可以冰里逃生，也可以浴火重生。T-1000的液態(tài)金屬是由納米技術(shù)打造，可以掃描接觸物體的分子結(jié)構(gòu)，并在視覺上模擬。因此不僅可在液固之間任意轉(zhuǎn)換，它還可變成它接觸過的任何東西。目前的非晶合金具有高彈性、高強度、高硬度、耐腐蝕性等特性，但是韌性還是比不上一般的金屬，并且沒有感應(yīng)能力、形變記憶能力等。

再者，人工智能。非晶合金是沒有自主意識的。而在電影中，每一滴Mimeticpolyalloy都擁有自我學(xué)習(xí)、協(xié)調(diào)能力以及自我思考能力，并可以在分散后找到彼此。因此，T-1000才擁有了全身可以隨意變形，能夠模擬任何體積相當?shù)奈矬w。繼全液態(tài)金屬的T-1000之后，更高級的機器人如T-X，里邊是超合金骨架，外表仍要披一層液態(tài)金屬，為的是擁有模仿人類相貌的能力。而沒有這些神通的非晶合金，用途也不少，體育器材、手機殼、航天器軸承、穿甲彈、變壓器等器件中都可以找到它的身影。

早在2013年，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所劉靜研究員和她的科研團隊就研制了一種液態(tài)金屬材料，這種液態(tài)金屬可以吞噬掉另一種金屬，并且將其轉(zhuǎn)化為自身運動的動力，就能長時間運動！并且，包裹液態(tài)金屬的金屬膜可實現(xiàn)液態(tài)金屬的收縮和膨脹，即這種金屬膜包裹下的液態(tài)金屬可以收縮成很小的一團，需要變成機器使用的時候，液態(tài)金屬可以達到收縮狀態(tài)下表面積的幾千倍以上。一小團液態(tài)金屬形狀改變后能成為一艘小船，或者一輛汽車、一棟小房子等！而你不想用的時候，通過金屬膜把液態(tài)金屬收回來就行。未來可以用這種液態(tài)金屬打造宇宙飛船，就可以完全模仿飛碟形狀，自由飛行在空中，降落后收在口袋里就可以！在星際航行的時候，沒有能量了，給液態(tài)金屬飛船找隕石上面含有的金屬物質(zhì)做能量，然后就能繼續(xù)飛行。

英國薩塞克斯大學(xué)和史云斯大學(xué)的科學(xué)家近期也研究出一種新型的液態(tài)金屬，并且可以被控制形狀。這種液態(tài)金屬能通過編程改變形狀，通過電場進行控制，能讓金屬從簡單的形狀轉(zhuǎn)變成許多其他復(fù)雜的幾何形狀，像字母或心形。雖然這項研究還處于初期階段，但展示出了它在計算機圖形處理、智能電子設(shè)備、軟體機器人和柔性顯示器等方面的應(yīng)用潛力。

實驗室負責(zé)人Sriram Subramanian說：“液態(tài)金屬在可變形領(lǐng)域中的潛力非常大，它獨特的性質(zhì)包括可由電壓控制的表面張力、高液態(tài)導(dǎo)電性和室溫下的液態(tài)-固態(tài)相變。我們和其他研究人員的長期愿景之一，就是通過編程控制來改變?nèi)魏挝矬w的物理形狀、外觀和功能，創(chuàng)造出超過現(xiàn)有顯示器或機器人功能的東西?！?/p>

澳大利亞墨爾本市RMIT大學(xué)的研究人員利用鎵合金提煉出神奇的液滴，為T系列液態(tài)機器人的誕生鋪平道路。這種導(dǎo)電材料可自我組裝，能被用于制造3D顯示器和其他復(fù)雜的機器元件。

金屬鎵在室溫條件下就會呈現(xiàn)液態(tài)，將其與銦和錫等金屬添加到水中，并改變pH值，這種金屬液滴就可以自由移動。RMIT大學(xué)的研究人員正嘗試使用這種導(dǎo)電的液態(tài)金屬制造電子元件，它們可以自己移動，就像T-1000式液態(tài)“終結(jié)者”那樣變形，并進行自我組裝。與電子設(shè)備中的現(xiàn)代元件不同，它們依然是基于固態(tài)元件的電路，而將來的電子元件可能更柔韌靈活，能夠根據(jù)需要移動和重新配置。項目領(lǐng)導(dǎo)人扎德赫表示：“利用這些發(fā)現(xiàn)，我們可以制造自主操作的移動物體、開關(guān)或水泵，由周圍流體組合驅(qū)動自我組裝的液態(tài)金屬?！痹潞毡硎荆罱K，利用這些發(fā)現(xiàn)原理，研究人員將可按照需要制造3D液態(tài)金屬機器人，就像T-1000式液態(tài)“終結(jié)者”。

《終結(jié)者》里面的液體機器人身體是由可還原記憶的液態(tài)金屬構(gòu)成，它的每一滴液態(tài)金屬都是它的CPU，這些CPU既擁有獨立的思維，可以分散工作，也有能自我組合、相互協(xié)作的能力。如果能把計算機體積做到分子級的大小（同時要能承受很大的力不損壞），同時能產(chǎn)生磁力之類的連接力（連接的力要可控，而且要足夠強，使分子級計算機合成固體后有足夠的硬度），讓這些分子級大小的計算機形成一個整體，這樣硬件方面就可以了。之后再利用強人工智能技術(shù)和分布式運算技術(shù)進行編程，現(xiàn)實版液態(tài)金屬機器人就可以行動了。目前的軟件問題還可能解決，畢竟已經(jīng)有弱人工智能的程序（比如siri）和分布式運算的程序（比如hadoop）了，距離達到要求不算遠。但是硬件上就成問題了，目前沒有能滿足這些要求的材料。加工技術(shù)也達不到要求，目前的納米加工技術(shù)（聚焦離子束技術(shù)之類的）可以做到原子級的操作（不過要是原子級的精密加工就成問題了）。目前未來的處理器制造技術(shù)可以達到5納米，而原子級的精度在0.1納米左右。

液態(tài)金屬機器人的出現(xiàn)也讓機器人科研某些方面取得重大突破，并且液態(tài)機器人的應(yīng)用潛力比傳統(tǒng)機器人更好一些，畢竟傳統(tǒng)機器人因為材質(zhì)問題導(dǎo)致其無法做到太小，而液態(tài)機器人則不同了，最小能夠達到幾十微米的程度，并且以后可能會變得更小。對于這種液態(tài)金屬機器人，可能有些人擔(dān)心出現(xiàn)電影《終結(jié)者》里面的情景，其實這點也是無需過于擔(dān)心的，我們在研發(fā)機器人的同時，也在不斷加強對機器人的控制，在保證人類安全的前提之下進行研究，避免出現(xiàn)某些影視中的情景。