我學(xué)者首次實現(xiàn)液態(tài)金屬驅(qū)動的功能性輪式移動機器人

電影《終結(jié)者》中的液態(tài)金屬機器人“T1000”開啟了液態(tài)金屬在機器人領(lǐng)域應(yīng)用的夢想之門。記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校精密機械與精密儀器系張世武副教授研究團隊與其合作者組成的聯(lián)合研究組，設(shè)計了基于鎵基室溫液態(tài)金屬的新型機器人驅(qū)動器，首次實現(xiàn)了液態(tài)金屬驅(qū)動的功能性輪式移動機器人。該成果日前發(fā)表在《先進材料》雜志上。

鎵基室溫液態(tài)金屬具獨特的表面性質(zhì)及理化特性，可以通過電場、磁場以及濃度梯度場等多種能量場或者表面改性等方式，實現(xiàn)變形、移動、分離以及融合等多種形態(tài)學(xué)變化，在微流體、生物醫(yī)學(xué)以及機器人等領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用前景。然而，液態(tài)金屬在機器人領(lǐng)域應(yīng)用研究目前僅局限于以液態(tài)金屬液滴為機器人本體，尚無基于液態(tài)金屬的功能性機器人的研究報道。

研究人員設(shè)計了一種具有超疏水表面的極輕半封閉輪式結(jié)構(gòu)，將液態(tài)金屬液滴限制在狹長的輪體內(nèi)部;通過巧妙設(shè)計的隨動微型電極支架施加外部電場驅(qū)動輪體內(nèi)液態(tài)金屬運動，進而持續(xù)改變輪式機器人的重心，驅(qū)動輪式機器人滾動。同時，研究人員對所提出的新型液態(tài)金屬機器人做了動力學(xué)建模與分析，并通過實驗探索了電解液濃度、施加電壓、液態(tài)金屬體積、輪體結(jié)構(gòu)等參數(shù)對機器人運動性能的影響，獲得驅(qū)動運動的最佳參數(shù)匹配。進一步，通過集成電池系統(tǒng)，研究人員成功設(shè)計了新型液態(tài)金屬自驅(qū)動輪式移動機器人。(吳長鋒)

關(guān)鍵詞：