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液态金属让机械腿取得自愈才能童年阴影T1000真的要来了

2019-12-19 21:39:17  阅读:8201+ 作者:责任编辑NO。蔡彩根0465

前几日,DeepTech 刚刚报导过一个能够《自己 “修补” 自己的机器人》。可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,只是会拧螺丝那是不可的。科学家们期望机器人能像动物或许人类相同,具有创伤自愈才能。

现在,这个想象离完成迈进了一步。在本年国际上规模最大的机器人范畴会议之一 IROS(International Conference on Intelligent Robots and Systems)上,就有一款带有液态金属肌腱的机器人腿原型露脸,该肌腱能轻松完成主动修正。该项研讨由东京大学 JSK 实验室操作。

在科幻迷眼中,具有超强自愈才能的机器人“开山祖师”,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,能够改换各种形状,还能够在被射击乃至重击之后敏捷自愈,它是终结者系列中给观众留下深入童年阴影的冰脸杀手之一。

图 | T-1000 液态机器人(来历:视频截图)

液态金属作为金属界的“奇葩”,在群众的眼中或许依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,原子摆放彻底无序。除了具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。所以一度被以为将具有宽广的使用空间。

视频 | 机械腿的自愈肌腱(来历:YouTube)

现在看下东京大学研讨人员规划的这条真人巨细的机器腿,一根电缆穿插在脚踝和小腿骨骼中,承当肌腱的效果。这根电缆被分为两段,由一个主动修正模块衔接在一起。当整条腿的受力处在安全范围内时,该模块处于卡扣状况。

假如受力超出范围,这个模块就像保险丝相同会开裂,防止损坏机器人的其它零件。此刻,模块的绷簧和磁铁把割裂的两头弹回并对齐,模块内部的加热元件被激活,内部金属被液化,然后完成愈合。整一个完好的进程大约耗时半小时以内。

如下图,模块是由磁铁和绷簧衔接起来的,两半的加热线结尾都有一个小管,管里装了低熔点合金(U-47),熔点仅为 50℃。

图 | 模块构成图(来历:JSK 实验室)

在视频中,经历过熔断的模块强度会下降 30%。可是在经历过更多实验之后,研讨人员发现,在熔化和熔合的进程中与一些细微的轰动会使强度增强到本来的 90% 以上。

此前,关于自我修正也有一些技能事例,包含欧盟委员会在赞助的 SHERO(自我修正软体机器人)、布鲁塞尔自在大学研讨的自我修正 “保险丝” 等等,相同都是使用自修正聚合物,但在资料强度上,液态金属明显更适用于运动和跳动的动态机器人

图 | 液态金属(来历:Pixabay)

不难看出,液态金属在高温下很难坚持完好的状况。而文章最初说到的 T-1000 作为一个机器人,必定离不开大规模集成电路,抛开集成电路自身对温度的严格要求不谈,假如要确保这些可复原的液态金属在高温下不涣散的话,除非每一滴液态金属都是一个 CPU,这些 CPU 有必要是具有独立思想的,既能够涣散作业,也能自我组合或协同作业。

很明显,现在的资料底子无法抵达要求,此外,加工工艺也只在纳米等级。所以,现在来看,T-1000 只能停留在科幻阶段。

但在军事和救援范畴,人们早已展开了对液态金属的探究性使用。美国早在 2015 年就开端研制 Talos 装甲服,想使用电流和磁场的效果让装甲瞬间固化,以此来抵挡爆炸物碎片和子弹。此外,科研人员在近年还研制出控制液态金属活动的办法,而且能够改动液态金属的形状,这在某种程度上预示着假如能研制出小型的液态机器人的话,就能够被用来探究人类无法抵达的狭小缝隙。

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