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T-1000 型機(jī)器人成真？科學(xué)家研制出可以發(fā)生固-液轉(zhuǎn)變的機(jī)器人

利用磁性粒子和特殊金屬，科學(xué)家研制出了可以在液態(tài)和固態(tài)間轉(zhuǎn)換的相變機(jī)器人。
譯| 開心
磁活性固-液相變機(jī)械裝置美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)出了一種能在熔化成液體后，恢復(fù)固體形態(tài)的機(jī)器人，很像電影《終結(jié)者 2：審判日》（Terminator 2: Judgment Day）中的 T-1000 型機(jī)器人。
為了展現(xiàn)這款機(jī)器人神奇的能力，研究人員將它鎖進(jìn)一個(gè)籠子，讓它轉(zhuǎn)變成液態(tài)，慢慢從籠子的柵欄間流出來，最后又在籠外恢復(fù)固體形態(tài) 。

圖片來源：Wang and Pan et al.

這種可以發(fā)生相變的機(jī)器人被正式命名為“磁活性固-液相變機(jī)械裝置”，制作方法是將磁性粒子嵌入金屬鎵中。鎵的熔點(diǎn)很低，只有 29.8℃ 。
通過操縱磁場(chǎng)讓機(jī)器人四處移動(dòng)物質(zhì)的相變是從一種物理形態(tài)變成另一種物理形態(tài)的過程，常見的物理形態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和等離子態(tài) 。相變往往發(fā)生在物質(zhì)得到或失去足夠的能量之后。
具體到這種相變機(jī)器人上，研究人員可以用外部磁場(chǎng)操控磁性粒子的運(yùn)動(dòng)，使其產(chǎn)生熱量。增強(qiáng)磁場(chǎng)可以升高機(jī)器人的溫度，讓它轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，減弱磁場(chǎng)則能使它變回固態(tài) 。通過操縱磁場(chǎng)，科學(xué)家還能讓機(jī)器人四處移動(dòng) 。
“嵌入機(jī)器人的磁性粒子有兩個(gè)作用，”卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的科學(xué)家卡梅爾?馬吉迪（Carmel Majidi）說道，“一是讓材料能夠感應(yīng)交變磁場(chǎng)，如此一來，我們就可以通過磁感應(yīng)加熱材料，使其發(fā)生相變了。二是能讓我們利用磁場(chǎng)操控機(jī)器人的動(dòng)作，使它獲得運(yùn)動(dòng)能力。”
應(yīng)用前景的探索雖然這款機(jī)器人目前還處于原理驗(yàn)證階段，但科學(xué)家已經(jīng)開始測(cè)試它的使用效果了。他們不僅成功利用相變機(jī)器人移除了人體模型的胃內(nèi)異物，還用它來運(yùn)送藥物。
除此之外，科學(xué)家甚至用相變機(jī)器人維修了電路。他們讓它緩慢流到其他工具難以觸及的故障點(diǎn)進(jìn)行焊接，或是先以液體的形態(tài)流入螺孔內(nèi)，然后轉(zhuǎn)變成固態(tài)，起到螺絲的作用。
【T-1000 型機(jī)器人成真？科學(xué)家研制出可以發(fā)生固-液轉(zhuǎn)變的機(jī)器人】馬吉迪說：“未來，我們將繼續(xù)探索這種機(jī)器人在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。目前的工作都是原理驗(yàn)證，如果要將它實(shí)際應(yīng)用于藥物運(yùn)送和異物移除，我們還需要更多的研究和試驗(yàn) 。”