由一种“液态金属”制成的微型机器人，跑得比猎豹还快

由一种“液态金属”制成的微型机器人，跑得比猎豹还快 nclick="fontZoom('+', 'article');"/>  nclick="fontZoom('-', 'article');"/>日期：2022-09-14    来源：知新了了    评论：0    标签：微型机器人液态金属　　大多数软机器人速度都很慢，但这些机器人感觉需要速度。 　　约翰内斯·开普勒大学（JKU）的科学家们已经创造出能够高速奔跑、游泳和跳跃的可操控软机器人。在测试过程中，机器人达到了70BL/s（体长/秒）的速度。这些结果是惊人的，因为即使是猎豹（地球上最快的陆地动物）也只能跑到23BL/s。但不要期望绝对速度记录，因为机器人的身体只有毫米大小——尽管如此，这个微小的机器可能是这个星球上速度最快的软机器人。

 　　软机器人不同于你在工厂、餐馆和科学展览中看到的传统机器人。它们是由聚合物和形状记忆合金（这些合金会随着温度的变化而改变形状）等柔性材料制成的。柔软的材料使机器人的功能类似于生物体（或活组织）。相比之下，传统机器人是由塑料、铝和金属等刚性材料制成的。 　　长期以来，科学家们一直试图创造出速度足够快的软机器人，以便在其他机器无法工作的极端环境中工作。这样的机器人可以在医疗领域发挥重要作用。例如，超快机器人可能会取代结肠镜检查等侵入性方法。医生可以使用快速的软机器人来检查身体器官（如胃）中的任何异常，而这些异常是传统诊断机器人难以检查的。 　　制造超高速机器人 　　这种超快机器人是用一种叫做“镓铟锡合金（Galinstan）”的液态金属合金制成的。它由锡（Sn），镓（Ga）和铟（In）组成。通常用于创建软体机器人的材料大多是有机硅弹性体，而不是镓铟锡合金。当被问及这背后的原因时，该研究的第一作者、JKU的软物质物理学家茅国勇（音译）博士表示：“这种材料最重要的特性是，它在室温下是液体状的，同时也具有高导电性，这使它有助于制造柔软和可变形的线圈。” 　　研究人员采用液态金属3D打印技术来形成Galinstan线圈。然后将这些3D打印的线圈嵌入弹性外壳中，这些弹性外壳将它们与控制其状态的致动器保持在一起。这产生了一个能够提供快速驱动和推进的线圈形软电磁机器人(SEMR)。研究人员还进一步为机器人配备了L形或锯齿形的脚，这是基于它们将移动的基板。 　　SEMR由锂聚合物电池提供动力，其超快的运动由电磁执行器（将电能转化为机械能的组件）驱动。执行器是磁响应元件，因此，快速移动的机器人可以很容易地使用静态磁场控制。在测试期间，被系留的软机器人可以在平面上以35BL/s的速度移动，在折叠的3D表面上以70BL/s的速度移动。此外，在水中测试时，它们以4.8BL/s的速度游动。茅国勇博士表示：“我们认为这是机器人领域的一项新技术，前景广阔，未来潜力巨大。我们找不到任何类似的技术，利用柔软的功能材料，能够以如此高的速度完成如此多的任务。” 　　超快软机器人的未来 　　研究人员还对无系留的软机器人原型进行了速度测试，实现了1.8BL/s的游泳速度和2.1BL/s的最大奔跑速度。研究人员现在正计划提高无系留机器人的效率和性能。 　　软机器人的种类繁多，一些可以帮助我们从海洋中清除塑料垃圾，另一些可以让我们研究月球和火星的炎热沙漠。对于所有这些软机器来说，速度是一个很大的限制因素。超快SEMRs背后的技术有可能解决这一限制。