科幻成真 | 终结者里的液态机器人将出现?

2019-11-20 17:40
湖北

《终结者2:审判日》发生的28年后

《终结者:黑暗命运》

由于未来天网派来的T-800

成功杀死年幼的约翰

以致未来产生变化

一个全新进化的

液态金属终结者从未来派来

……

看完《终结者:黑暗命运》

小编忍不住回顾了一下终结者系列电影

不得不说

过了这么多年

最让我无法忘怀的角色还是要数

液态机器人T-1000

他由特殊液体金属组成

时而坚不可摧

时而柔软似水

不仅可以只身穿过铁栅栏

而且无论是烈火焚身还是被爆头

分分钟能实现自我修复

要想消灭他

也只能丢进炽热的钢铁浓汤里了

在《终结者:黑暗命运》里

出现了一款新的机器人

——REV9

他继承了T-1000的液态金属属性

还发展了更变态的功能

其抗击打能力

和液态外表恢复能力

都有了质的飞跃

人们大概要说

编剧的脑洞开的真大啊

但真的仅仅如此吗?

在科学家的实验室里

对液态机器人的研发一直在进行

而所谓“终结者”

也正渐渐变成现实

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液态金属

吞噬颗粒

近年来,在自动化需求的强劲带动下,全球掀起了一股机器人发展的热潮,形形色色、各具功能的机器人产品,开始频繁出现在我们的视野之中。但不管是工业级的搬运、分拣、切割等机器人,还是消费级的扫地、医疗、教育等机器人,它们“钢铁战士”般的形象不仅拉远了与人的距离,还在一定程度上限制了自身的应用。在这样的背景下,“柔性机器人”概念开始逐渐被提出。

早在2015年,来自清华大学的刘静研究员所带领的中国科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组,就发表了关于液态金属机器的论文,并引起国际上的热烈反响。

《尖端科学》杂志论文中的

液态金属吞噬现象示意图

这些液态金属可以在电极的刺激下瞬间凝聚,堪称神奇。

可以“吞噬”少量物质后变成可变形的机器形态,保持长时间的高速运动,实现无需电力的自主运动。

他们使用一小片铝就可以驱动直径约5 mm的液态金属球持续长达1个多小时的自由运动,速度大约每秒5厘米,不仅能在各种结构的槽道中蜿蜒前行,更令人惊讶的是,它遇到拐弯时还会有所停顿再继续行进。这些情节像极了《终结者》中的液态金属机器人。

但这还不是真正意义上的

液态柔性机器人!

软体机器人

存在硬伤

柔性电子器件具有

超薄、柔性、可延展的“类皮肤”特性

理论上

利用柔性电子技术研发的

微型“软体”机器人

可以反复改变形状

实现运动、抓取

运输和触觉感应等功能

但现阶段“软体机器人”依然面临“硬伤”。

目前柔性电子器件主要贴附于或者集成在有机体、机器和电子产品上工作,依附物往往位置固定,其活动范围受限。部分软体机器人虽然可以实现运动、抓取、运输和触觉感应等功能,然而这些功能的实现主要依赖于传统的刚性传感元件和电路,还没有做到机体和功能电路的全柔性构造,严重阻碍了性能的实现,比如在狭窄的血管、缝隙中,普通的软体机器人都是无法进入或者通过的。

这就需要全柔性、无固定形态,像液体一样的机器人出现,来满足这种需求。

那么,要怎样摆脱“硬伤”

制成全柔性的机器人呢?

这也是天津大学精仪学院黄显教授团队

一直思考的问题

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未来

已来

在天津大学精仪学院,黄显教授团队一直有一个梦想:

我们是研究柔性电子技术和可穿戴设备的,这好比一门武功,我们这门武功的最高境界,就是通过柔性电子技术,创造一种新形态的类生命体。

水母、轮虫等腔肠动物和浮游生物是自然界中再平凡不过的生物,却给了黄显团队以启发:

他们利用液滴的柔软无定形特性和柔性电子器件的超薄柔软特性,构建了一种全新的“智能液滴”——全球首个液态全柔性智能机器人,首次实现了软体机器人运动载体和功能测量器件的全柔性化和可编程控制。

基于液滴和柔性电子技术的

液态全柔性智能机器人结构构成

团队基于微纳加工技术制作出超薄(厚度小于10微米,相当于头发丝的十分之一)多功能柔性电子器件,将柔性电子器件悬浮于液滴表面,通过改变液滴种类和器件设计,实现在不同环境和控制条件下“智能液滴”的运动、变形和传感测量等功能。

该研究项目得到了国家自然科学基金和天津自然科学基金的支持。

液态全柔性智能机器人示意图

这种机器人除了具备良好的运动和环境适应能力之外,还搭载了多种传感器,比如:温度传感器、湿度传感器、光学传感器、应力传感器、葡萄糖传感器、食品毒素传感器等等,能够应用于基因测序、化学合成、药物递送等领域,具有十分重要的科学意义和应用价值。

智能液滴静态/动态传感测量图

在未来

这种新型的液态全柔性智能机器人

会在各个领域发挥自己的优势

如随血液进入血管

借助传感元件和包载药物

实现定点可控药物释放等功能

还能进入人类无法进入或危险的环境

在排险、探伤、侦查等领域

大有作为

而千千万万个液滴机器人进入云层

通过采集光能量,产生热量

可以改变云层的温度和湿度

从而改变局部气候

……

孙悟空能够72变

而随着科技的发展

所有的不现实正在变得“现实”

风起于青蘋之末

未来已来

原标题:《科幻成真 | 终结者里的液态机器人将出现?》

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