“終結(jié)者”現(xiàn)身？我國學(xué)者研發(fā)出液態(tài)金屬驅(qū)動機(jī)器人

電影《終結(jié)者》中的液態(tài)金屬機(jī)器人“T1000”開啟了液態(tài)金屬在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用的夢想之門。據(jù)科技日報報道，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機(jī)械與精密儀器系張世武副教授研究團(tuán)隊(duì)與其合作者組成的聯(lián)合研究組，設(shè)計了基于鎵基室溫液態(tài)金屬的新型機(jī)器人驅(qū)動器，首次實(shí)現(xiàn)了液態(tài)金屬驅(qū)動的功能性輪式移動機(jī)器人。該成果日前發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。

鎵基室溫液態(tài)金屬具獨(dú)特的表面性質(zhì)及理化特性，可以通過電場、磁場以及濃度梯度場等多種能量場或者表面改性等方式，實(shí)現(xiàn)變形、移動、分離以及融合等多種形態(tài)學(xué)變化，在微流體、生物醫(yī)學(xué)以及機(jī)器人等領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用前景。然而，液態(tài)金屬在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用研究目前僅局限于以液態(tài)金屬液滴為機(jī)器人本體，尚無基于液態(tài)金屬的功能性機(jī)器人的研究報道。

研究人員設(shè)計了一種具有超疏水表面的極輕半封閉輪式結(jié)構(gòu)，將液態(tài)金屬液滴限制在狹長的輪體內(nèi)部;通過巧妙設(shè)計的隨動微型電極支架施加外部電場驅(qū)動輪體內(nèi)液態(tài)金屬運(yùn)動，進(jìn)而持續(xù)改變輪式機(jī)器人的重心，驅(qū)動輪式機(jī)器人滾動。同時，研究人員對所提出的新型液態(tài)金屬機(jī)器人做了動力學(xué)建模與分析，并通過實(shí)驗(yàn)探索了電解液濃度、施加電壓、液態(tài)金屬體積、輪體結(jié)構(gòu)等參數(shù)對機(jī)器人運(yùn)動性能的影響，獲得驅(qū)動運(yùn)動的最佳參數(shù)匹配。進(jìn)一步，通過集成電池系統(tǒng)，研究人員成功設(shè)計了新型液態(tài)金屬自驅(qū)動輪式移動機(jī)器人。