中國研究液態金屬機器人已有十幾年 領先他國

經典科幻電影《終結者2》里的“T-1000”液態金屬機器人的變形能力令人印象深刻。近日，中國科學院理化技術研究所和清華大學醫學院聯合研究小組在世界上率先發現，液態金屬可在“吞食”少量物質后以可變形機器形態長時間高速運動，實現無需外部電力的自主運動，從而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。那么，這項技術到底有多“炫酷”？

帶著這個問題，《環球時報》記者專訪了該項目帶頭人、中國科學院理化技術研究所研究員劉靜。劉靜介紹說，柔性機器、可變形機器在材料學和機器學中是一個非常重要的領域，而柔性正是液態金屬特有的行為。課題組在一兩年前發現利用電可以控制液態金屬的變形和運動，也就是“電驅動”，而如今在此技術上實現了“自驅動”。另一個有意思的地方是“液態金屬機器”在運動中遇到拐彎時會有停頓，好似略作思索后繼續行進;在遇到比“身體”小一點的縫隙時，甚至會“擠過去”。因此自驅動、柔性、可變性是這項技術的三大特點。

劉靜介紹說，科學家此前發現“液態金屬機器”的“電驅動”現象，即電荷會改變液態金屬的表面張力，在內部形成旋轉，因此控制電荷運動，就能像車輪一樣驅動“液態金屬機器”往前走。而最新研究發現“液態金屬機器”會“吞食”鋁片作為產生電荷的“燃料”。他解釋說，剛開始“液態金屬機器”并沒有外部動力，等“吞食”鋁片后(也可以理解為腐蝕)，在電解液里形成原電池反應，就能自行運動了。如果運動路線上還有一些鋁片，那么“液態金屬機器”走到那里也能順路“吞食”掉。它的運動速度并不慢，可以達到每秒5厘米，而且行動距離相當遠，在容器中可以走一個多小時。

不過與電影中的“T-1000”相比，“液態金屬機器”也存在一些距離。劉靜透露，除了體積不同外，最大的區別是還沒那么智能。但相關研究對未來這種“可重構的機器”打開了一條新思路。比如它的速度現在已達到每秒幾厘米，比最初快了好幾倍，以后可能會更快。未來還可以跟其他材料結合在一起，給“液態金屬機器”穿上“鎧甲”，通過電控等手段，讓它掌握“握手”等新技能。這比傳統的“剛性機器人”更靈活。劉靜表示，中國首次在世界上發現自驅動的柔性機器人，當年首先發現可“電控”的也是我們，其他國家的研究落后于中國。液態金屬這一領域，之前被很多國家忽略了，而我們在持續研究，所以這個課題中國已積累了十幾年，而其他國家近幾年才剛剛起步。他表示，我們歡迎全世界的科學家和工程師一起研究，“液態金屬機器”未來可能會掌握高度智能的類生物體行為，液態金屬機器人也有可能成為現實。