你不知道的镓------液态金属机器人，探索药物输送、清除异物

This Shape-Shifting Robot Can Liquefy Itself and Reform

研究人员说，这项技术有朝一日可以组装和修复难以触及的电路，充当通用螺钉或从身体中取出异物。

研究人员创造了一个微型机器人 ，它可以融化并重新变成原来的形状，让它能够在狭小的空间里完成任务，甚至从监狱里逃脱。该团队测试了其移动性和形状变形能力，并于周三在《matter》杂志上发表了他们的结果。

虽然一个融化的变形机器人听起来像科幻电影中的东西，但该团队实际上是在地球上的一种海洋动物中找到的灵感：海参。海参“可以非常迅速和可逆地改变它们的硬度，”卡内基梅隆大学的资深作者和机械工程师Carmel Majidi告诉科学新闻的McKenzie Prillaman。“作为工程师，我们面临的挑战是在软材料系统中模仿这一点。传统的机器人是僵硬和坚硬的，所以它们不能总是在狭小的空间里机动。另一方面，软机器人更灵活，但它们往往更弱，更难控制。因此，为了创造一种既坚固又柔韧的材料，该团队创造了一种可以在液态和固态之间切换的材料。

为了实现这一壮举，研究人员用一种叫做镓的金属制造了他们的机器人 - 它的熔点低至约86华氏度 - 并在其中嵌入磁性颗粒。由于这些粒子，科学家可以用磁铁控制机器人，促使它们移动、融化或拉伸。

磁性粒子还使机器人对交变磁场或随时间变化的磁场做出反应。这会在金属内部产生电力，从而提高其温度。利用这种磁场，“你可以通过感应加热材料并引起相变，”Majidi在一份声明中说。然后，环境冷却使材料再次凝固。研究小组称他们的发明为“磁活性固液相过渡机”。在一系列测试中，新机器人可以跳到其体长的20倍，爬墙，焊接电路板并从模拟监狱中逃脱。根据这项研究，它可以支撑一个物体在其固态下大约30倍于其自身重量。
研究人员表示，这项技术可能在生物医学领域有应用。他们使用机器人从模型人类胃中取出一个球。固体机器人能够快速移动到球上，融化，包围球，合并回固体，并与物体一起离开模型。在这项测试中，研究人员使用了镓，但真正的人类胃的温度约为100华氏度 - 高于金属的熔点。作者写道，可以在材料中添加更多的金属以提高其熔点。

“这是一个引人注目的工具，”哈佛大学机器人工程师尼古拉斯·比拉（Nicholas Bira）没有参与这项研究，他告诉《科学新闻》。但是，虽然软机器人研究人员经常创造新物质，但“真正的创新在于结合这些不同的创新材料，”他告诉该出版物。

该团队表示，在未来，镓机器人可以帮助组装和修复难以到达的电路，或者通过熔化和重整成螺钉插座来充当通用螺钉。然而，在机器人用于活人之前，科学家们必须弄清楚如何跟踪它在病人体内的位置，香港中文大学的机械工程师Li Zhang没有参与这项研究，他告诉新科学家的Karmela Padavic-Callaghan。


“未来的工作应该进一步探索如何在生物医学环境中使用这些机器人，”Majidi在声明中说。“我们展示的只是一次性的演示，概念验证，但需要更多的研究来深入研究如何实际将其用于药物输送或去除异物。

$云南白药(sz000538)$