液态金属机器人 中科院:封装液态金属做机器人

出品：科普中国 制作：科普集结号 丁佳 监制：中国科学院计算机网络信息中心

好莱坞科幻电影《终结者》系列中由硬汉影星阿诺·施瓦辛格扮演的机器人杀手一定令许多影迷印象深刻。这个由特殊金属材料制成的机器人可谓无所不能，它会“变形术”，能够随心所欲地幻化成各种人和物品；会“缩骨功”，能够沿着狭小的孔隙穿墙而过；还“长生不老”，受到攻击后，能够自我修复，“死”而复生……

人们也许要说，这一切都要归功于编剧们天马行空的想象。但真的仅仅如此吗？在科学家的实验室里，“终结者”是否正在慢慢地走进现实？

“蠢萌”的小东西，了不起的大发明

中国科学院理化技术研究所刘静研究员的实验室里，藏着一个神奇的“小宝贝”。

图：在U形槽中运动的液态金属机器

看上去，这个圆滚滚的小家伙就像一个普普通通的小钢球，但实际上它是由一种叫做镓铟合金的液态金属制成的。镓是一种密度比铁略大的稀有金属，看上去银光闪闪，在自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中，是一种熔点低、不易挥发、安全性相对较高的液态金属。

在一次实验中，一个学生发现了这个看上去极度普通的小圆球所拥有的惊天秘密——它竟然会跑！

事情是这样的。当时，那名学生随手用铝箔卷成一个小棍，戳了一下小圆球。就在铝箔棒接触到这滴液态金属的瞬间，在没有外加电场的情况下，它竟然在培养皿里面“跑”起了圈，还整整“跑”了一个小时才作罢。

这之后，科学家又给小圆球设计了“赛道”，球球们的出色表现令人惊讶。有的天资异禀，在长跑运动中表现出了惊人的耐力；有的遇到转弯处时，会稍作停顿，“思考一下人生”，再继续前进；一些身形偏“胖”的家伙，在遇到狭窄的通道时，还会使劲吸吸“肚子”，把自己挤过去……

科学家们觉得，这种液态金属机器所呈现出的一系列非同寻常的特性，已经相当接近自然界中简单的软体动物。

这个发现震惊了世界。许多人惊呼：“中国人造出了‘终结者’！”可是，它的动力究竟是从哪里来的呢？

“给点吃的，我就灿烂”

人吃了饭，才有力气跑跑跳跳，这个液态金属机器也不例外。在那次妙手偶得的实验中，小圆球其实就是偷偷“咬”了一口铝箔魔法棒，才获得了源源不断的动力。

原来，当液态金属“吞食”了铝片之后，活泼的金属铝与液态金属表面形成了原电池反应，也就是将化学能转化成了电能。这种电化学反应改变了液态金属的表面张力，形成了内生电场，给液态金属机器提供了强大的动力；而电化学反应过程中产生的氢气，又会进一步助推液态金属机器，让它不停的自主运动。

科学家发现，仅需要很少的一点铝片，就能够“喂饱”一个直径约5毫米的液态金属球，让它完成长达一个多小时的持续运动，速度还能高达每秒钟5厘米。

不管从体型还是智能方面，虽然液态金属机器和电影中所描述的“终结者”机器人还有着很大的距离，但科学家已经在设想通过封装的方式，给液态金属机器安上“皮肤”，穿上“衣服”，或者用毛细现象将它附着在其他金属骨架表面，这样它就可以不必老泡在溶液中，能真正“站”起来，走出实验室。

未来应用，大有可为

当前，全球围绕先进机器人的研发活动如火如荼，制造能在不同形态之间自由转换的液态金属机器人，以执行高难度的特殊任务，是科学界与工程界长久以来的梦想，相关研究在军事、民用、医疗与科学探索领域具有重大理论意义和应用前景。

一方面，科学家在进行不断的尝试，试图找到声、光、热、电、力等各种因素对镓合金液态金属自驱动的影响。另一方面，科学家要给液态金属机器找到一种铝之外的“食物”，因为镓合金虽然对人体无害，但铝却对人体有毒，这就阻碍了液态金属机器人在生物学上的应用。

如果这些问题能够得到解决，这些机器“软体动物”可真的是前途无量了。

比如在抗震救灾中，这种柔性机器人就能够进行变形，穿过狭小的通道、门缝乃至散布于建筑物中的空隙，之后再重新恢复原形，并执行救灾任务。

而在医学领域，液态金属机器人可以顺利进入人体的各个血管和腔道，将药物送入靶点，或者直接清扫血管里的垃圾，还能进行神经连接修复、血管造影等多种多样的医学服务。

机器与人，谁“算计”谁？

这样的前景听起来很诱人，但还是有不少人会问，按照现在的发展速度，机器人是否会像《终结者》里的T-1000一样，成为冷血杀手，给人类社会带来威胁？

其实，不是你一个人在担心。就连著名物理学家霍金都曾说过：“按人工智能的发展进度，在不久的将来，机器可能就会以不断加快的速度重新设计自己，超越受制于生物进化速度的人类，最终摆脱人类的控制。”

这听上去有点讽刺，要知道，身患严重疾病的霍金可是地球上人工智能最大的受益者之一了。

其实，尽管经过近60年的发展，人工智能取得了巨大进步并呈爆发增长之势，但现在还处于“有智能没智慧，有智商没情商，会计算不会‘算计’，有专能无全能”的阶段，在看得见的未来，人工智能的整体水平还难以超越人类智能，更不足以威胁人类的生存。

水能载舟，亦能覆舟。任何高技术都是双刃剑。随着人工智能的深入发展和应用的不断普及，它的社会影响将日益明显。人类有必要从社会学的角度研究人工智能对人类社会的影响，建立健全相应的法律法规，让机器人成为人类永远的好伙伴，而不是可怕的“终结者”。

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