世界矚目的液態(tài)金屬計算機來了!


來源:中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)   時間:2017-11-09





  據(jù)中時電子報報道,美國科學(xué)家正在思考制造液態(tài)金屬電子元件的可能性,希望它可以成為軟性計算機或可自我修復(fù)的計算機。據(jù)《物理科學(xué)網(wǎng)》(phys.org)介紹,美國賓州卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)(CarnegieMellonUniversity)機械工程師卡梅爾-馬杰迪(CarmelMajidi)和詹姆斯-魏斯曼(JamesWissman)就是電子液態(tài)金屬的研究者。
 
  他們以銦(In)鎵(Ga)合金為材料,制作出無毒液態(tài)電子金屬,銦的熔點為156℃,而鎵的熔點更低,僅30℃,所以可以達成常溫液態(tài)的效果。研究團隊打算將電子液態(tài)金屬與橡膠配合,做出與自然皮膚一樣柔軟有彈性的電路,這可能是未來仿生義肢的重要材料。
 
  該研究團隊的邁可迪奇(MichaelDickey)還發(fā)現(xiàn),液態(tài)金屬的毛細現(xiàn)象與表面張力會改變它的導(dǎo)電特性,使它呈現(xiàn)出類似半導(dǎo)體的效果,至少具有場效晶體管(一種常用于電路控制開關(guān)的晶體管)的效果。若是如此,則其用途更為廣泛。
 
  馬杰迪說:“我們還在測試液態(tài)金屬的半導(dǎo)體特性,或許可以依照不同的電子特性以改變形狀,并根據(jù)形狀改變其功能。它也不太會損壞,因為只要調(diào)整溫度與電壓,它的特性就會重新恢復(fù)。”
 
  那么,液態(tài)金屬計算機到底是什么呢?
 
  中國科學(xué)家造出了世界首臺液態(tài)金屬機器。液態(tài)金屬機器一系列非同尋常的習(xí)性已相當(dāng)接近一些自然界簡單的軟體生物,比如:能“吃”食物(燃料),自主運動,可變形,具備一定代謝功能(化學(xué)反應(yīng)),因此作者們將其命名為液態(tài)金屬軟體動物。這一人工機器的發(fā)明同時也引申出“如何定義生命”的問題。
 
  應(yīng)該說,液態(tài)金屬機器一系列非同尋常的習(xí)性已相當(dāng)接近一些自然界簡單的軟體生物,比如:能“吃”食物(燃料),自主運動,可變形,具備一定代謝功能(化學(xué)反應(yīng)),因此作者們將其命名為液態(tài)金屬軟體動物。這一人工機器的發(fā)明同時也引申出“如何定義生命”的問題。
 
  此項研究于世界上首次發(fā)現(xiàn)了一種異常獨特的現(xiàn)象和機制,即液態(tài)金屬可在吞食少量物質(zhì)后以可變形機器形態(tài)長時間高速運動,實現(xiàn)了無需外部電力的自主運動,從而為研制實用化智能馬達、血管機器人、流體泵送系統(tǒng)、柔性執(zhí)行器乃至更為復(fù)雜的液態(tài)金屬機器人奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
 
  在迄今所發(fā)展的各種柔性機器中,自主型液態(tài)金屬機器所表現(xiàn)出的變形能力、運轉(zhuǎn)速度與壽命水平等均較為罕見,這為其平添了諸多重要用途。作為具體應(yīng)用器件之一,論文還特別展示了首個無需外界電力的液態(tài)金屬泵,通過將其限定于閥座內(nèi),可達到自行旋轉(zhuǎn)并泵送流體的目的,據(jù)此可快速制造出大量微泵,滿足諸如藥液、陣列式微流體的輸運等,成本極低;若將此類柔型泵用作降溫,還可實現(xiàn)高度集成化的微芯片冷卻器;進一步的應(yīng)用可發(fā)展成血管或腔道機器人甚至是可自我組裝的液態(tài)金屬智能機器等。
 
  當(dāng)前,全球圍繞先進機器人的研發(fā)活動正處于如火如荼的階段,若能充分發(fā)揮液態(tài)金屬所展示出的各種巨大潛力,并結(jié)合相關(guān)技術(shù),將引發(fā)諸多超越傳統(tǒng)的機器變革。劉靜小組關(guān)于液態(tài)金屬自驅(qū)動效應(yīng)和相應(yīng)機器形態(tài)的發(fā)現(xiàn),為今后發(fā)展高級的柔性智能機器人技術(shù)開辟了全新途徑,具有十分重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。
 
  轉(zhuǎn)自:儀器交易網(wǎng)



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