Nézze meg, ahogy ez az alakváltó robot megolvad, hogy kiszabaduljon egy ketrecből, majd reformáljon

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Repülési. Láthatatlanság. Gondolatolvasás. Szuper erő. Ezek az erők többnyire a sci-fi és a fantasy területére korlátozódtak, bár kezdjük látni robotok és a számítógépek reprodukálnak néhányat. Most egy nemzetközi csapat által épített kis robot új szuperképességgel rendelkezik: az alakváltó. Vagy talán pontosabb név lenne… állapotváltás.

Leírva a papír a múlt héten jelent meg Anyag, a robot szilárd halmazállapotból folyékony állapotba léphet a körülötte lévő mágneses mezők manipulálása alapján. A csapat úgy fejlesztette ki a robotot, hogy mindkét világból a legjobbat hozza ki a robot tulajdonságait és képességeit illetően. A kemény robotok gyakran nem tudnak hozzáférni bizonyos terekhez rugalmatlan testük miatt, míg a rugalmas robotokból hiányzik az erő és a tartósság. Miért ne készíthetne egy olyan robotot, amely mindenre képes?

*Köszönetnyilvánítás: Wang és Pan et al. CC BY-SA értelmében*

A videók azt mutatják be, ahogy a robot „szökik” egy ketrecből, és kihúz egy labdát egy emberi gyomor modelljéből. A kutatók szerint mindenféle valós alkalmazással rendelkezhet, a szűk helyeken végzett feladatoktól (például áramköri lap forrasztása) a nehezen elérhető testrészek eléréséig (például a belek belsejéig) egészen a univerzális csavar megolvasztással és csavarhüvelyvé alakítva.

A robot elsősorban abból készül gallium, puha, ezüstös fém, amelyet elektronikus áramkörökben, félvezetőkben és LED-ekben használnak. A leghasznosabb tulajdonsága ebben az esetben a nagyon alacsony olvadáspont: a gallium hűvös 85.57 Fahrenheit-fokon (29.76 Celsius-fok) olvad. Ez csak valamivel magasabb a szobahőmérsékletnél (meleg helyiségben, igaz), vagy a kültéri hőmérsékletnél a nyár közepén.

A csapat mágneses részecskéket szórt szét a galliumban, és ezek kulcsfontosságúak a robot működésében.

"A mágneses részecskéknek itt két szerepük van" mondott a lap vezető szerzője és gépészmérnöke, Carmel Majidi, a Carnegie Mellon Egyetemről. „Az egyik az, hogy váltakozó mágneses térre reagálóvá teszik az anyagot, így az indukció révén felmelegítheti az anyagot, és fázisváltozást idézhet elő. De a mágneses részecskék mobilitást és mozgásképességet is biztosítanak a robotoknak a mágneses tér hatására.”

A gallium alacsony olvadáspontja azt jelentette, hogy a gyorsan változó mágneses tér hatásának kitéve elegendő elektromosság keletkezett a fémben ahhoz, hogy felmelegedjen és megolvadjon. A kutatók által felállított „börtönszünet” kísérletben a robot kiszabadult a cellájából, és a másik oldalon visszaszilárdult eredeti formájába. Meg kell jegyezni, hogy a bot azonban még nem tudja visszavenni eredeti formáját segítség nélkül; a cellán kívül penész várt rá.

[Beágyazott tartalmat]

Annak ellenére, hogy nem érte el egészen Terminator állapot, a robot állapotának egyszerű manipulálása jelentős előnyt jelenthet a meglévő fázisváltó anyagokkal szemben, amelyek általában hőágyúkat vagy elektromos áramot igényelnek, hogy szilárdból folyékonyak legyenek. A gallium alapú bot folyékony formában is folyékonyabb, mint a hasonló anyagok.

Amikor egy emberi gyomor modelljében használták egy tárgy eltávolítására, a szilárd robot gyorsan a tárgyhoz tudott mozdulni, megolvadt, körülvette a tárgyat, visszaolvadt szilárd anyaggá, és a tárggyal együtt ki tudott mozdulni a gyomorból. . A csapat megjegyezte, hogy bár a robot jól működött a modellben, a tiszta gallium gyorsan megolvadna egy valódi emberi testben; fémeket, például bizmutot és ónt kell hozzáadniuk az anyag olvadáspontjának emeléséhez, hogy orvosbiológiai alkalmazásokban használják fel.

*A mágneses mezők által manipulálva a robot eltávolít egy idegen tárgyat egy modell emberi gyomrából. Köszönetnyilvánítás: Wang és Pan et al. CC BY-SA értelmében*

"Amit bemutatunk, azok csak egyszeri bemutatók, a koncepció bizonyítása, de sokkal több tanulmányra lesz szükség ahhoz, hogy elmélyedjünk arról, hogyan lehetne ezt ténylegesen felhasználni gyógyszerszállításra vagy idegen tárgyak eltávolítására." mondott Majidi.

A csapat a tengeri uborkából merített némi ihletet a robothoz, amely gyorsan képes előre-hátra változtatni merevségét. Találmányukat „magnetoaktív szilárd-folyadék fázisú átmeneti gépnek” nevezik. Mágneses terek segítségével a robotok képesek voltak átugrani a vizesárkot, felmászni a falakra és elviselni a nehéz súlyokat.

A következő lépésben a csapatnak több valós alkalmazást kell keresnie a technológiájukhoz, és ennek megfelelően módosítani a tulajdonságait. Chengfeng Pan, a Hongkongi Kínai Egyetem mérnöke, a tanulmány vezetője mondott"Most gyakorlatiasabb módszerekkel dolgozzuk ezt az anyagrendszert, hogy megoldjunk néhány nagyon specifikus orvosi és mérnöki problémát."

A kép forrása: Q. Wang et al/Matter 2023 (CC BY-SA)