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液態機器人突破牢籠:超音波驅動的神奇變形術

想像一下,一個看似普通的液態物體,竟然能像電影《魔鬼終結者2》中的T-1000一樣,輕鬆穿越牢籠的鐵欄杆。這不是科幻情節,而是科學家最新研發的「粒子裝甲液態機器人」(Particle-armored liquid roBot,簡稱PB)。這種機器人並非自行移動,而是透過超音波驅動,展現出令人驚嘆的多功能特性。

PB的運作原理相當巧妙。它的液態核心被大量超疏水粒子包圍,這些粒子的數量之多甚至被形容為「過量」,但正是這種「過量」賦予了PB獨特的能力。研究人員在論文中指出:「我們開發的PB是一種創新型液態機器人,它捕捉了生物細胞的動態能力和結構韌性,儘管在尺寸和主導力量上有所不同。透過大幅提高疏水粒子質量與液體體積的比例,PB在各種壓力條件下展現出卓越的結構穩定性。」

PB的功能多樣且實用。它能夠自由變形、分裂、合併,甚至吞噬外來物質並將其帶走。研究人員進一步解釋:「利用超音波輻射力進行移動控制,PB在複雜環境中導航、吞噬和運輸貨物、跨越水陸邊界,以及無縫合併以適應新的操作需求等方面表現出色。這些能力將大大提升機器人在不可預測和動態變化環境中的實用性。」

過去類似的技術「液態彈珠」也曾展現出類似的能力,例如移動、漂浮、攀爬、合併、開啟外殼,甚至引發化學反應。然而,這些技術存在嚴重缺陷,尤其是在熱或機械變化下,崩潰和洩漏是常見問題。相較之下,PB不僅能像T-1000一樣穿越牢籠,還能在水面上滾動而不破裂,抓取和移動材料,與附近的PB合併,甚至從一定高度墜落而不崩潰,直到必要時才會解體。

為了證明PB確實是一種機器人,研究團隊設計了一項複雜任務:「我們設定了一個虛擬任務來展示PB作為液態機器人的卓越能力。隱藏在某處的有害物質必須被檢索、用解毒劑中和,然後收集到安全容器中。」這段過程可以在影片中完整觀看。

研究人員表示,PB是邁向微型機器人的重要一步,這些機器人將更像細胞一樣運作,並具有潛在的生物醫學應用,例如腫瘤細胞破壞和藥物遞送。這項研究已發表在《科學進展》期刊上。