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液态金属让机械腿获得自愈能力,童年阴影T-1000真的要来了?

发布时间:2019-12-22 02:20     来源:百期杀一肖无错公式    点击:

图 | 液态金属(来源:Pixabay)

如果受力超出范围,这个模块就像保险丝一样会断裂,避免损坏机器人的其它零件。此时,模块的弹簧和磁铁把分裂的两端弹回并对齐,模块内部的加热元件被激活,内部金属被液化,然后实现愈合。整个过程大约耗时半小时以内。

原标题:液态金属让机械腿获得自愈能力,童年阴影T-1000真的要来了?

很显然,目前的材料根本无法达到要求,此外,加工工艺也只在纳米级别。所以,目前来看,T-1000 只能停留在科幻阶段。

现在看下东京大学研究人员设计的这条真人大小的机器腿,一根电缆穿插在脚踝和小腿骨骼中,承担肌腱的作用。这根电缆被分为两段,由一个自动修复模块连接在一起。当整条腿的受力处在安全范围内时,该模块处于卡扣状态。

图 | T-1000 液态机器人(来源:视频截图)

在科幻迷眼中,具有超强自愈能力的机器人“鼻祖”,无疑是《终结者》系列电影中的 T-1000 液态机器人,它由纯液态金属打造,可以变换各种形态,还可以在被射击甚至重击之后迅速自愈,它是终结者系列中给观众留下深刻童年阴影的冷面杀手之一。

图 | 模块构成图(来源:JSK 实验室)

视频 | 机械腿的自愈肌腱(来源:YouTube)

如下图,模块是由磁铁和弹簧连接起来的,两半的加热线末端都有一个小管,管里装了低熔点合金(U-47),熔点仅为 50℃。

不难看出,液态金属在高温下很难保持完整的状态。而文章开头提到的 T-1000 作为一个机器人,一定离不开大规模集成电路,抛开集成电路本身对温度的严格要求不谈,如果要保证这些可还原的液态金属在高温下不分散的话,除非每一滴液态金属都是一个 CPU,这些 CPU 必须是拥有独立思维的,既可以分散工作,也能自我组合或协同工作。

前几日,DeepTech 刚刚报道过一个可以《 自己 “修理” 自己的机器人》 。但是像会跳体操的波士顿动力 Atlas 这样的动态机器人,一旦跳着跳着腿 “骨折” 了,仅仅会拧螺丝那是不行的。科学家们希望机器人能像动物或者人类一样,具备伤口自愈能力。

但在军事和救援领域,人们早已展开了对液态金属的探索性应用。美国早在 2015 年就开始研发 Talos 装甲服,想利用电流和磁场的作用让装甲瞬间固化,以此来抵御爆炸物碎片和子弹。此外,科研人员在近年还研发出操控液态金属流动的方法,并且可以改变液态金属的形状,这意味着如果能研发出小型的液态机器人的话,就可以被用来探索人类无法到达的狭小缝隙。

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现在,这个设想离实现迈进了一步。在今年世界上规模最大的机器人领域会议之一 IROS(International Conference on Intelligent Robots and Systems)上,就有一款带有液态金属肌腱的机器人腿原型亮相,该肌腱可以实现自动修复。该项研究由东京大学 JSK 实验室操作。

此前,关于自我修复也有一些技术案例,包括欧盟委员会在资助的 SHERO(自我修复软体机器人)、布鲁塞尔自由大学研究的自我修复 “保险丝” 等等,同样都是利用自修复聚合物, 但在材料强度上,液态金属显然更适用于运动和跳跃的动态机器人。

液态金属作为金属界的“奇葩”,在大众的眼中可能仍然停留在水银温度计里。液态金属也称非晶合金或金属玻璃,原子排列完全无序。除了拥有高散热性和高电磁屏蔽性之外,液态金属还极强且极硬,耐磨性和抗腐蚀性都很强。所以一度被认为将拥有广阔的应用空间。

在视频中,经历过熔断的模块强度会降低 30%。但是在经历过更多试验之后,研究人员发现,在熔化和熔合的过程中与一些轻微的震动会使强度增强到原来的 90% 以上。

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