變形機(jī)器人通過(guò)暫時(shí)液化從監(jiān)獄牢房里出來(lái)
當(dāng)“我,機(jī)器人”在近二十年前問(wèn)世時(shí),2035年仍然感覺(jué)像是一個(gè)遙遠(yuǎn)的未來(lái),充滿了美好和可怕的可能性。在電影中,人類由虛構(gòu)的美國(guó)機(jī)器人公司(U.S.Robotics)打造了一支名副其實(shí)的服務(wù)機(jī)器人大軍。機(jī)器人為我們做一切,從跑腿到做飯和打掃衛(wèi)生,每個(gè)人都不假思索地歡迎它們進(jìn)入自己的家和工作場(chǎng)所。每個(gè)人,除了殺人偵探德?tīng)枴に蛊占{(威爾·史密斯飾)。

幸運(yùn)的是,我們還沒(méi)有面對(duì)與日益智能的機(jī)器進(jìn)行日常互動(dòng)所帶來(lái)的不可避免的后果,但這一天很快就要到來(lái)了。最近,來(lái)自DALL-E等圖像生成器和ChatGPT等文本生成器的新人工智能重新點(diǎn)燃了公眾關(guān)于人工智能對(duì)我們意味著什么以及世界將如何改變的討論?,F(xiàn)在,科學(xué)家們已經(jīng)展示了一種可調(diào)諧的金屬材料,這種材料可以讓下一代機(jī)器人隨意改變形狀。
卡梅勒·馬吉迪(Carmel Majidi)來(lái)自卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟機(jī)器實(shí)驗(yàn)室,他和同事們已經(jīng)證明了低熔點(diǎn)金屬在機(jī)器人和醫(yī)療應(yīng)用中的潛力。
它們的材料相對(duì)簡(jiǎn)單,只有兩種真正的成分:鎵和磁性粒子。我們認(rèn)為金屬是堅(jiān)硬的。而鎵的熔點(diǎn)低得令人難以置信,這與我們的期望背道而馳。它在30攝氏度時(shí)融化,比人體還要冷。只要拿起它就足以讓它從你的手指中滲出。但研究人員并沒(méi)有使用直接加熱來(lái)操縱材料。他們用了更奇怪的東西。
“我們施加交變磁場(chǎng),在鎵中感應(yīng)電流,電流加熱鎵。這就是我們能夠提高溫度的原因。它完全無(wú)線,可以穿透表面,因此不需要直接接觸?!?/p>
雖然傳統(tǒng)工程依賴于越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)制組合,但科學(xué)家和工程師正進(jìn)入一個(gè)簡(jiǎn)化的時(shí)代。低熔點(diǎn)金屬特別令人感興趣,因?yàn)樗鼈兙哂袆偠日{(diào)諧和電磁財(cái)產(chǎn),可以利用這些特性來(lái)改變其相位、形狀和移動(dòng)。這是大自然相對(duì)容易做到的,但我們的機(jī)器很難復(fù)制。
“這項(xiàng)工作受到海參的啟發(fā),海參是一種海洋生物,它可以非常顯著地改變其硬度。它從非常堅(jiān)硬和堅(jiān)硬變成幾乎凝膠狀和流體狀。這是它們用來(lái)躲避捕食者的一種重要的適應(yīng)性機(jī)制。它們可以將自己移動(dòng)到非常好的空間并隱藏起來(lái)。正是這種硬度和形狀變化的結(jié)合,我們正在嘗試。
在展示他們的材料時(shí),研究人員制作了一個(gè)小雕像,并將其放在一個(gè)比例較小的牢房?jī)?nèi)。然后,他們只使用磁場(chǎng),就提高了金屬的溫度,將其轉(zhuǎn)變成一個(gè)液體團(tuán)塊,并將其移出細(xì)胞(如下圖所示)。變回固體只需要溫度下降,但要恢復(fù)到雕像的形狀需要手動(dòng)成型過(guò)程。至少現(xiàn)在是這樣。

這是為了傳達(dá)一種愿景。正在展示的是利用電磁效應(yīng)將雕像取下并熔化的能力。然后使用磁鐵將液化博客移出密閉空間。這就是演示所展示的。
這是一個(gè)有趣的概念證明,但這些材料的首次應(yīng)用可能不是在形狀變化的機(jī)器人上,而是在醫(yī)學(xué)上。要做到這一點(diǎn),需要對(duì)材料進(jìn)行一些更改。因?yàn)殒壍娜埸c(diǎn)遠(yuǎn)低于人體的平均溫度,我們無(wú)法誘導(dǎo)從固態(tài)到液態(tài)再到固態(tài)的轉(zhuǎn)變。這就是為什么研究人員正在用鎵合金進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)將鎵與鉍等其他無(wú)毒金屬結(jié)合,它們可能能夠?qū)⑷埸c(diǎn)提高到合適的溫度范圍內(nèi)。這個(gè)想法是為了在人體內(nèi)實(shí)現(xiàn)一種可以經(jīng)歷相同相變的材料,從固態(tài)到液態(tài),再到液態(tài)。
需要更多的研究來(lái)確保這些合金與細(xì)胞直接接觸是安全的。迄今為止的實(shí)驗(yàn)表明,它們?cè)谔囟ㄊ褂们闆r下是安全的,但會(huì)阻礙細(xì)胞生長(zhǎng)。這是我們必須解決的問(wèn)題,然后你才能在柜臺(tái)上買到改變形狀的機(jī)器人藥物。這可能是一個(gè)尋找正確的成分組合的問(wèn)題。

與此同時(shí),研究人員已經(jīng)測(cè)試了這種材料取回物體或運(yùn)送藥物的能力。在一個(gè)例子中,一塊固體材料被放置在模型胃內(nèi)。當(dāng)施加磁場(chǎng)時(shí),它會(huì)變成液體,并釋放出內(nèi)含的藥物化合物。在另一個(gè)例子中,一塊固體物質(zhì)移向一個(gè)異物,使其液化并包圍它,然后在從身體中取出之前再次凝固。這些材料的未來(lái)仍有待確定,但其潛力巨大。