“液态金属机器人”终结者正向我们招手

经典科幻电影《终结者2》里的“T-1000”液态金属机器人的变形能力令人印象深刻。近日，中国科学院理化技术研究所和清华大学医学院联合研究小组在世界上率先发现，液态金属可在“吞食”少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动，实现无需外部电力的自主运动，从而为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础

经典科幻电影《终结者2》里的“T-1000”液态金属机器人的变形能力令人印象深刻。近日，中国科学院理化技术研究所和清华大学医学院联合研究小组在世界上率先发现，液态金属可在“吞食”少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动，实现无需外部电力的自主运动，从而为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。那么，这项技术到底有多“炫酷”?

带着这个问题，记者专访了该项目带头人、中国科学院理化技术研究所研究员刘静。刘静介绍说，柔性机器、可变形机器在材料学和机器学中是一个非常重要的领域，而柔性正是液态金属特有的行为。课题组在一两年前发现利用电可以控制液态金属的变形和运动，也就是“电驱动”，而如今在此技术上实现了“自驱动”。另一个有意思的地方是“液态金属机器”在运动中遇到拐弯时会有停顿，好似略作思索后继续行进；在遇到比“身体”小一点的缝隙时，甚至会“挤过去”。因此自驱动、柔性、可变性是这项技术的三大特点。

刘静介绍说，科学家此前发现“液态金属机器”的“电驱动”现象，即电荷会改变液态金属的表面张力，在内部形成旋转，因此控制电荷运动，就能像车轮一样驱动“液态金属机器”往前走。而最新研究发现“液态金属机器”会“吞食”铝片作为产生电荷的“燃料”。他解释说，刚开始“液态金属机器”并没有外部动力，等“吞食”铝片后（也可以理解为腐蚀），在电解液里形成原电池反应，就能自行运动了。如果运动路线上还有一些铝片，那么“液态金属机器”走到那里也能顺路“吞食”掉。它的运动速度并不慢，可以达到每秒5厘米，而且行动距离相当远，在容器中可以走一个多小时。

不过与电影中的“T-1000”相比，“液态金属机器”也存在一些距离。刘静透露，除了体积不同外，最大的区别是还没那么智能。但相关研究对未来这种“可重构的机器”打开了一条新思路。比如它的速度现在已达到每秒几厘米，比最初快了好几倍，以后可能会更快。未来还可以跟其他材料结合在一起，给“液态金属机器”穿上“铠甲”，通过电控等手段，让它掌握“握手”等新技能。这比传统的“刚性机器人”更灵活。刘静表示，中国首次在世界上发现自驱动的柔性机器人，当年首先发现可“电控”的也是我们，其他国家的研究落后于中国。液态金属这一领域，之前被很多国家忽略了，而我们在持续研究，所以这个课题中国已积累了十几年，而其他国家近几年才刚刚起步。他表示，我们欢迎全世界的科学家和工程师一起研究，“液态金属机器”未来可能会掌握高度智能的类生物体行为，液态金属机器人也有可能成为现实。