Wenn es um Schwars Film *2 geht, haben viele Menschen den Eindruck, dass es sich nicht um Mr. Wimper + Mechanical Bones handelt, sondern um einen wunderschönen, schlagfesten Flüssigmetallmann. Innerhalb zerstört, nachdem in Quecksilber verwandelt und sich wiederherzustellen kann, wurde der Schatten der Kindheit vieler Menschen.

Vor kurzem wurde ein Durchbruch in der Gestaltung der Antriebseigenschaften flüssiger Metalle und ihrer Anwendung in Robotern erzielt, und die Filmidee geht in die Realität.

In den letzten Jahren hat eine gemeinsame Forschungsgruppe, bestehend aus der University of Science in China, der University of Wollongong in Australien und der University of Suzhou, begonnen, die Antriebseigenschaften flüssiger Metalle und ihre Anwendungen in der Robotik zu untersuchen und eine Reihe von Fortschritten erzielt.

Die gemeinsame Forschungsgruppe, bestehend aus Zhang Shiwu, Associate Professor für Präzisionsmaschinen und Präzisionsinstrumente an der Universität für Wissenschaft und Technologie in China, Li Weihua, Associate Professor für Forschung an der Universität von Wollongong in Australien und Li Sangpeng, Associate Professor für Robotik und Mikrosysteme an der Universität von Suzhou, hat einen neuen Typ von Roboterantrieb auf Basis von Flüssigmetallen auf Galliumbasis bei Raumtemperatur entwickelt und einen funktionalen, mit flüssigem Metall angetriebenen Rad-Mobilitätsroboter realisiert.

Das Ergebnis wurde kürzlich unter dem Titel A Wheeled Robot Driven by a Liquid-Metal Droplet in der Zeitschrift Advanced Materials veröffentlicht (Adv. Mater. 2018, 201805039).

Der flüssige Metallroboter „T1000“ aus dem Film „*“ öffnet den Traum von Flüssigen Metallen in der Robotik.

Die Oberflächeneigenschaften und die physikalischen Eigenschaften von Flüssigmetallgeräten auf Galliumbasis bei Raumtemperatur können durch verschiedene Energiefelder oder Oberflächenmodifikationen wie Elektrofelder, Magnetfelder und Konzentrationsgradientfelder eine Vielzahl von morfologischen Veränderungen wie Verformung, Bewegung, Trennung und Fusion erreichen, die große Anwendungsaussichten in den Bereichen MEMS, Mikrofluiden, Biomedizin und Robotik zeigen und breite Aufmerksamkeit erregen.

Allerdings beschränkt sich die Anwendungsforschung von flüssigen Metallen im Bereich der Robotik derzeit nur auf die Verwendung von flüssigen Metalltropfen als Roboterkörper und es gibt keine Forschung über funktionale Roboter auf Basis von flüssigen Metallen.

Flüssige Metalle auf Galliumbasis Raumtemperatur Flüssige Metalle besitzen eine enorme Oberflächenspannung und können bei sehr niedrigem elektrischen Feldverbrauch ihre Bewegungsfähigkeit zeigen. Die gemeinsame Forschungsgruppe kombiniert den Flüssigmetallantrieb mit dem Schwerpunktwechselmotorismus, um einen neuen Typ von Flüssigmetallrobotern mit einfacher, kompakter Struktur und hoher Antriebsleistung zu entwickeln. Die Forscher haben eine extrem leichte halbgeschlossene Radstruktur mit einer hyperhydrophoben Oberfläche entwickelt, die Flüssigmetalltropfen auf das Innere des schmalen, langen Radkörpers beschränkt; Durch den intelligent gestalteten, 随机nen Mikroelektrodenhalter wird eine Bewegung des flüssigen Metalls im Körper des externen Elektrofeldantriebsräders ausgeübt, wodurch der Schwerpunkt des Radroboters kontinuierlich verändert wird, um den Radroboter zu rollen.

Gleichzeitig machten die Forscher eine dynamische Modellierung und Analyse des vorgeschlagenen neuen Typs von flüssigen Metallrobotern und untersuchten experimentell die Auswirkungen der Elektrolytkonzentration, der aufgebrachten Spannung, des Volumens von flüssigen Metallen und der Radstruktur auf die Bewegungsleistung des Roboters, um die Zuijia-Parameter der Antriebsbewegung zu erhalten.

Darüber hinaus haben die Forscher durch die Integration eines Batteriesystems erfolgreich einen neuen, flüssigen Metall-Selbstantriebsrädern entwickelt. Diese innovative Forschung soll eine neue Art von Antrieb inspirieren, die die strukturellen Komplexität, das große Volumen und die geringe Energieeffizienz der herkömmlichen Roboterantriebe (Motor, Hydraulik und Pneumatik usw.) kompensiert und die Entwicklung zukünftiger kleiner Roboter und Spezialrobotersysteme fördert.

Der Autor der Dissertation ist Sheng Wujian, Master in der Abteilung für Präzisionsmaschinen und Präzisionsinstrumente der Universität von China. Zhang Shiwu, Dr. Tang Xiyang, Universität von Wollongong, Australien, und Li Sangpeng, Universität von Suzhou sind Co-Autoren der Kommunikation. Das Thema wird durch das Projekt des Nationalen Naturwissenschaftlichen Fonds finanziert.