在電影《終結(jié)者2》中，為了提前殺死未來(lái)的人類(lèi)領(lǐng)袖，天網(wǎng)派出了一個(gè)超級(jí)王牌新型機(jī)器人——T-1000。
相較于施瓦辛格飾演的老終結(jié)者，T-1000明顯強(qiáng)大了許多，它由一種被稱(chēng)為“液態(tài)記憶金屬”的科幻材料打造，可以在-182℃到3000℃的環(huán)境下自由生存。
其中，讓人比較印象深刻的是T-1000可以由固態(tài)切換成液態(tài)并穿過(guò)鐵牢，也可以在打散之后重新組合起來(lái)，這個(gè)無(wú)所不能的T-1000估計(jì)是許多人的童年噩夢(mèng)。
據(jù)信，《終結(jié)者》系列的導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆在1984年拍攝第一部的時(shí)候就已經(jīng)設(shè)想過(guò)擁有T-1000相似能力的機(jī)器人了，只是受限于當(dāng)時(shí)的CGI(電腦三維動(dòng)畫(huà))技術(shù)，他沒(méi)法將這種機(jī)器人放到電影中展示。
然而，最近有科學(xué)團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)實(shí)中研制了類(lèi)似的材料，制作了一個(gè)小型機(jī)器人，并讓它液化通過(guò)鐵籠后重新恢復(fù)成固態(tài)原形，以此來(lái)致敬《終結(jié)者》系列。
圖：現(xiàn)實(shí)中的小機(jī)器人液化通過(guò)鐵籠后復(fù)原
磁活性固液相變機(jī)器
在現(xiàn)實(shí)生活中，現(xiàn)在硬體機(jī)器人已經(jīng)非常常見(jiàn)了，也用到了各個(gè)領(lǐng)域，只是還沒(méi)有達(dá)到科幻電影中機(jī)器人的能力。
但是，硬體機(jī)器人的缺點(diǎn)就像《終結(jié)者2》中描述得那樣，它很難通過(guò)一些狹小的空間，或者說(shuō)它不夠靈活，只能在一些特定的環(huán)境下工作。
軟體的機(jī)器人同樣也存在，這種機(jī)器人可以進(jìn)入狹小的空間，但它們能做的事情很有限，甚至無(wú)法搬動(dòng)重物，最重要的是它們很難控制。
為了找到一個(gè)折中方案，香港中文大學(xué)Chengfeng Pan博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)在大自然中尋找靈感。
海參? Adobe Stock
他們發(fā)現(xiàn)，海參等動(dòng)物可以改變其組織的剛度以提高負(fù)載能力并限制物理?yè)p傷，而章魚(yú)可以改變其手臂的剛度以進(jìn)行偽裝、物體操縱和運(yùn)動(dòng)。
所以，只要找到一種材料，讓它能夠輕易在“軟態(tài)”和“剛態(tài)”之間切換，似乎就可以解決只有一種形態(tài)的機(jī)器人的許多痛點(diǎn)，在一些更特殊的場(chǎng)景上得到運(yùn)用。
圖：水銀
這個(gè)團(tuán)隊(duì)最終把目標(biāo)鎖定在那些在接近室溫的溫度下就能變成液態(tài)的金屬，這里你可能會(huì)想到水銀，但其實(shí)水銀很不理想，因?yàn)樗y要變成固態(tài)需要很低的溫度（-38.87℃）。
在經(jīng)過(guò)篩查之后，金屬鎵非常符合要求，常溫下基本是固態(tài)，但是熔點(diǎn)只有 29.8 °C。
然后，該團(tuán)隊(duì)在鎵中添加了釹鐵硼磁性微粒，添加磁性微粒的目的主要有兩個(gè)：
圖：鎵
一個(gè)是它能讓材料對(duì)交變磁場(chǎng)做出反應(yīng)，因此只要通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)來(lái)加熱材料引發(fā)固液相變就好了。
另外一個(gè)則是賦予機(jī)器人機(jī)動(dòng)性和響應(yīng)磁場(chǎng)移動(dòng)的能力，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是方便操控機(jī)器人。
其實(shí)，相移材料很早就出現(xiàn)了，但之前的材料需要外部熱源或電流來(lái)進(jìn)行相轉(zhuǎn)換，而這次中國(guó)的團(tuán)隊(duì)則是利用了磁場(chǎng)，他們把這個(gè)稱(chēng)之為“磁活性固液相變機(jī)器”。
是否和T-100能力差不多？
這個(gè)團(tuán)隊(duì)除了讓一個(gè)液化的機(jī)器人通過(guò)了鐵籠之外，它們還做了一系列測(cè)試，包括讓固態(tài)時(shí)的小機(jī)器人跳過(guò) 21 毫米的坎，爬墻等等，而液態(tài)時(shí)的機(jī)器人可以輕松繞過(guò)物體，并重新組合，在重新組合和重新固化之前，機(jī)器人甚至還可以分開(kāi)執(zhí)行協(xié)作任務(wù)。
雖然能力上看著很有潛力，但其實(shí)它和T-1000還是有很大的出入的。
液化之后的材料其實(shí)是通過(guò)一個(gè)模具重新將小機(jī)器人復(fù)原的，另外受限于磁感應(yīng)操控，這種小機(jī)器人的最高速度只能達(dá)到1.5 m/s，而受限于材料本身，它的最高負(fù)載大約只有30公斤。
不過(guò)由于T-1000是在液氮和鋼水的作用下被終結(jié)的，所以專(zhuān)家還是調(diào)侃說(shuō)：為將來(lái)準(zhǔn)備一些液氮或鋼水可能是明智的。
那么，還有一個(gè)問(wèn)題，這樣的材料將來(lái)會(huì)用在哪里呢？
其實(shí)，幾乎所有科研團(tuán)隊(duì)的辛苦鉆研的目的都是希望能找到其研究項(xiàng)目的潛在價(jià)值，并從中獲利，我們現(xiàn)在所有應(yīng)用的所有技術(shù)都是這么來(lái)的。
磁活性固液相變機(jī)器的目的是解決我們前面提到的純固態(tài)和液態(tài)材料打造機(jī)器的一些痛點(diǎn)，它將解決一些醫(yī)學(xué)和工程問(wèn)題。
在工程學(xué)方面，該團(tuán)隊(duì)設(shè)想該系統(tǒng)能夠在難以觸及的空間進(jìn)行維修，并作為“通用螺釘”使用，它會(huì)融化到螺孔中并凝固，而無(wú)需實(shí)際擰緊。
對(duì)醫(yī)學(xué)的潛在價(jià)值是該團(tuán)隊(duì)最希望探索的，因?yàn)檫@種相移材料不需要借助電流，而磁場(chǎng)對(duì)人體幾乎無(wú)害。
他們通過(guò)一段視頻展示了小機(jī)器人液化之后，在人體的胃里輕松取出異物，另外也可以將藥物輸送到體內(nèi)最合理的位置，做到更精準(zhǔn)地治療。
總得來(lái)說(shuō)，這個(gè)相移材料在將來(lái)還是有一定潛力的，不過(guò)也有人擔(dān)心把它武器化的話會(huì)帶來(lái)一些麻煩，因?yàn)樗鼘⑹请y以追蹤和提取的東西。
參考資料：
[1].https ://doi.org/10.1016/j.matt.2022.12.003
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