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：2019-12-20 10:21
<p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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。</p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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，<span style="margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bolder;">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。</span><span style="margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bolder;">该项研究由东京大学 JSK 实验室操作。</span></p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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。</p><p><span style="font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px;">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。</span><span style="margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bolder; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px;">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。</span></p><p><br/></p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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。</p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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。</p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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℃。</p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal; text-align: center;"><img src="https://www.luliaohui.com/uploads/home/article/5dfc30013d641.png"/></p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;"><span style="margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bolder;">在视频中，经历过熔断的模块强度会降低 30%。</span>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。</p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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，<span style="margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bolder;">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</span>。</p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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。</p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal; text-align: center;"><img src="https://www.luliaohui.com/uploads/home/article/5dfc3011f33c9.png"/></p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;"><span style="margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bolder;">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。</span><span style="margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bolder;">所以，目前来看，T-1000 只能停留在科幻阶段。</span></p><p class="one-p" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 2em; padding: 0px; line-height: 2.2; overflow-wrap: break-word; font-family: "Microsoft Yahei", Avenir, "Segoe UI", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft Sans Serif", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; white-space: normal;">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。</p><p><br/></p>
