液态机器人-液态机器人制造出来了吗-液态机器人概念股
刘静小组可变形液态金属基础发现为研制柔性机器开启全新途径7 月 9 日清华新闻网报道，近期清华大学医学院生物医学工程系刘静教授小组与中科院理化技术研究所联合开展研究。他们首次发现了在电场控制下，液态金属与水的复合体能够在各种形态及运动模式之间进行转换这一基本现象。该研究成果在线发表于《先进材料》上，并且被选为封面文章。论文题目为《不同构象之间的液态金属多变形性》。医学院博士后盛磊是文章的共同第一作者之一，2012 级博士生张洁也是文章的共同第一作者之一，刘静教授是通讯作者。
图呈现了液态金属球之间粘连与融合的现象。
同时，还展示了这种高速自旋运动所诱发的周边流体涡漩现象。
此项工作是团队在液态金属领域长期不断研究推进过程中偶然发现的。论文通过一系列系统的实验，揭示出室温液态金属具备能够在不同形态以及运动模式之间进行转换的普遍变形能力。比如，液态金属对象浸没于水中时，在 10V 左右的低电压作用下，能呈现大尺度变形、自旋、定向运动等行为，还会发生液球之间的自动融合、断裂 - 再合并等情况，并且不受液态金属对象大小的限制；比较独特的是，一块很大的金属液膜能在数秒内收缩为单颗金属液球，变形过程很快，表面积改变幅度可达上千倍；此外，在外电场作用下，大量彼此分离的金属液球会相互粘连及合并，直至融合成单一的液态金属球；依据电场控制，液态金属很容易实现高速的自旋运动，还能在周围水体中诱发出同样处于快速旋转状态的漩涡对；如果适当调整电极和流道，还可以将液态金属的运动方式转变为单一的快速定向移动。研究表明，造成这些变形与运动的一个机制是液态金属与水体交界面上的双电层效应。这些丰富的物理学图景革新了人们对于自然界复杂流体的基本认识，革新了人们对于软物质的基本认识，特别是革新了人们对于液态金属材料学行为的基本认识。这些超越常规的物体构象转换能力，很难通过传统的刚性材料或流体介质来实现。它们实际上成为构筑可变形智能机器的基本要素，为可变形体特别是液体机器的设计和制造开辟了全新的途径。
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上述发现具有科学突破性和实际应用价值。今年 1 月间，研究小组以“液态金属变形体”（Metal）为题，将部分工作公布于物理学预印本网站 arXiv 。此举很快在国际上引起重大反响，引发广泛热烈的讨论。该工作一度被多达上百个科学或专业英文网站予以专题报道和评介。最近，我国 CCTV 新闻频道等以“我国科学家获得液态金属研究新突破”为题，对系列进展进行了专题报道。业界普遍认为，这一“液体机器预示着柔性机器人的新时代”，即预示着柔性机器人进入了一个新的时代；“这些先驱性工作或让液体金属‘终结者’成真”，意思是这些开创性的工作或许会让液体金属“终结者”成为现实；有关军事网站以“中国正在测试自我打印机器人”为题进行了报道；而《 》的几位审稿人在评阅论文时，觉得所揭示的现象非常“令人着迷”，认为这一现象注定会成为重要的研究领域。今年 3 月初，有一组来自澳大利亚的科学家。他们在美国科学院院刊（PNAS）上进行了报道。报道的内容是利用电控下浸没于 NaOH 溶液中的液态金属微球的旋转效应来驱动流体。这一工作引起了较大反响。这些工作都展示出了液态金属技术的独特魅力。
在自然界中，实现能够在不同形态之间自由转换的可变形柔性机器，其目的是执行常规技术难以完成的更为特殊高级的任务，这是科学界与工程界长久以来的梦想。相应的研究在军事、民用、医疗与科学探索等领域具有重大的理论意义和广阔的应用前景。在抗震救灾或军事行动里，此类机器人要能依据需求适时进行变形，这样就能穿过狭窄的通道、门缝以及散布在建筑物中的空隙，之后再重新变回原形并继续执行任务。实际上，在医学实践中，研制能够沿着血管包括人体自然腔道运动，从而承担各种在体医学服务的柔性机器人，早就成为很现实的科学目标了。显然，在最高级的机器人当中，具备可变形和柔性的特征是非常关键的。美国国防先进技术研究署（DARPA）以及军队研究办公署（US Army）等曾为此提供资助进行有关探索，其目的是寻找能够改变材料形状的技术，从而构建出相应的机器人设计蓝图。业界普遍认为，这样的技术一旦得以实现，它对人类活动作出的贡献会远远超过现有的机器人。然而，因为受到材料以及技术理念的限制，相关研究还在积极地推进当中。
当前，机器人通常作为一种刚体机器来发挥作用。自然界中，人或动物有着平滑柔软的外表以及无缝连接的方式，这与机器人完全不同。柔性机器是新的发展前沿，它已经促使多种类型机器人得以发明。然而，柔性机器离理想中的高级机器所应具备的柔软和普适变形能力还相差很远。回顾以往人类构想过的各种先进机器雏形，其中最令人印象深刻的是美国好莱坞影片《终结者》里始终无法被击败的液态金属机器人。这种机器人能够改变外表形状，呈现出各种造型，带有极为浓厚的未来色彩。它虽只是科学幻想，但却让人类对机器人的概念发生了重大改变。刘静小组的上述发现，迈出了关键性的一步，为可变形材料特别是液体机器的设计和制造提供了帮助；从理论和技术层面，在一定程度上论证了实现液态金属机器人的可能性；实际上，该研究已打开了一系列已趋现实的应用范畴，包括制造柔性执行器，控制目标流体或传感器的定向运动，进行金属液体回收，以及用作微流体阀、泵或更多人工机器等。若采用空间架构的电极进行控制，那么有希望将这种智能液态金属单元拓展到三维空间，从而组装出具有特殊造型且具备可编程能力的仿生物或人形机器；并且，在对外太空进行探索的微重力或无重力环境中，还能够发展出对应的机器去执行相应的任务。
总的说来，液态金属属于一大类新兴的功能材料。它拥有许多常规材料难以具备的属性，并且蕴藏着很多以往从未被认识到的新奇物理特性，这些特性为若干科学与技术探索提供了丰富的研究空间。最终促使可变形机器在理论到应用技术上实现全面突破。
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