林石

固液變形機器人已經(jīng)跳出科幻作品，走進現(xiàn)實。

《物質(zhì)》雜志刊登的報告顯示，在“磁控固液相變材料”實驗中，微型機器人從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，穿過狹窄通道，然后重新凝固——科幻電影中的情節(jié)，終成現(xiàn)實。

多年來，科學(xué)家們一直在研發(fā)軟體機器人。大多數(shù)軟體機器人由具有伸縮性的固體材料制成，無法通過狹小空間；而由磁性液體制成的機器人雖具有流動性，卻沒有承載重物的能力。

研究人員從大自然中找到靈感，將以上兩種方法融為一體?！氨热?，海參可以迅速改變身體的硬度，而且這種變化是可逆的?！笨▋?nèi)基–梅隆大學(xué)的機械工程師卡梅爾·馬吉迪說，“工程師所面臨的挑戰(zhàn)是，如何用軟材料模擬這一點?！?/p>

因此，研究小組把目光轉(zhuǎn)向了鎵——一種在30攝氏度左右會熔為液體的金屬。至于固態(tài)金屬的加熱方式，研究人員沒有使用加熱器，而是選擇了高頻交變磁場，利用電流升溫使鎵熔化。冷卻后，這種材料會重新凝固。

研究人員將磁性顆粒混入鎵中，用于外部引導(dǎo)。在固體狀態(tài)下，磁性顆粒拖動鎵的速度可以達到每秒鐘1.5米。經(jīng)過處理的材料可以承載自身重量1萬倍的重物。

液體狀態(tài)下的材料也能夠被操控，以實現(xiàn)拉伸、分裂、合并，但會更具有挑戰(zhàn)性。由于未被固定的磁性顆粒能自由旋轉(zhuǎn)，磁極方向不一致，磁場作用下的液體材料會向不同方向移動。

研究小組在不同場景中測試了這種策略。在類似電影《終結(jié)者》情節(jié)的演示中，小機器人液化從柵欄內(nèi)逃出，并在柵欄外恢復(fù)成原來的固態(tài)模樣。

在更實用的場景中，進入胃模型的微型機器人找到異物小球，微熔化，用自己把異物包裹住，固化，然后將其從胃中取出來。在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用中，還需要在鎵中添加一些其他金屬，比如鉍和錫，以提高材料的熔點。不過，在外部對人體內(nèi)的機器人進行精準(zhǔn)控制仍是一個巨大挑戰(zhàn)。

這種機器人能夠?qū)㈦娮釉骷浦岭y以操作的空間內(nèi)，通過固液變化進行焊接，從而修復(fù)電路。此外，機器人自身還可變形為萬能螺釘。

“這是一種引人注目的工具?！惫鸫髮W(xué)的機器人工程師尼古拉斯·比拉說。比拉沒有參與這項研究，但他指出，研究軟體機器人的科學(xué)家們正在不斷開發(fā)新材料，而不同新材料的結(jié)合可能正是未來創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

編輯：馬果娜