当“我,机器人”在近二十年前问世时,2035年仍然感觉像是一个遥远的未来,充满了美好和可怕的可能性。在电影中,人类由虚构的美国机器人公司(U.S.Robotics)打造了一支名副其实的服务机器人大军。机器人为我们做一切,从跑腿到做饭和打扫卫生,每个人都不假思索地欢迎它们进入自己的家和工作场所。每个人,除了杀人侦探德尔·斯普纳(威尔·史密斯饰)。

幸运的是,我们还没有面对与日益智能的机器进行日常互动所带来的不可避免的后果,但这一天很快就要到来了。最近,来自DALL-E等图像生成器和ChatGPT等文本生成器的新人工智能重新点燃了公众关于人工智能对我们意味着什么以及世界将如何改变的讨论。现在,科学家们已经展示了一种可调谐的金属材料,这种材料可以让下一代机器人随意改变形状。

卡梅勒·马吉迪(Carmel Majidi)来自卡内基梅隆大学软机器实验室,他和同事们已经证明了低熔点金属在机器人和医疗应用中的潜力。

它们的材料相对简单,只有两种真正的成分:镓和磁性粒子。我们认为金属是坚硬的。而镓的熔点低得令人难以置信,这与我们的期望背道而驰。它在30摄氏度时融化,比人体还要冷。只要拿起它就足以让它从你的手指中渗出。但研究人员并没有使用直接加热来操纵材料。他们用了更奇怪的东西。

“我们施加交变磁场,在镓中感应电流,电流加热镓。这就是我们能够提高温度的原因。它完全无线,可以穿透表面,因此不需要直接接触。”

虽然传统工程依赖于越来越复杂的机制组合,但科学家和工程师正进入一个简化的时代。低熔点金属特别令人感兴趣,因为它们具有刚度调谐和电磁财产,可以利用这些特性来改变其相位、形状和移动。这是大自然相对容易做到的,但我们的机器很难复制。

“这项工作受到海参的启发,海参是一种海洋生物,它可以非常显著地改变其硬度。它从非常坚硬和坚硬变成几乎凝胶状和流体状。这是它们用来躲避捕食者的一种重要的适应性机制。它们可以将自己移动到非常好的空间并隐藏起来。正是这种硬度和形状变化的结合,我们正在尝试。

在展示他们的材料时,研究人员制作了一个小雕像,并将其放在一个比例较小的牢房内。然后,他们只使用磁场,就提高了金属的温度,将其转变成一个液体团块,并将其移出细胞(如下图所示)。变回固体只需要温度下降,但要恢复到雕像的形状需要手动成型过程。至少现在是这样。

这是为了传达一种愿景。正在展示的是利用电磁效应将雕像取下并熔化的能力。然后使用磁铁将液化博客移出密闭空间。这就是演示所展示的。

这是一个有趣的概念证明,但这些材料的首次应用可能不是在形状变化的机器人上,而是在医学上。要做到这一点,需要对材料进行一些更改。因为镓的熔点远低于人体的平均温度,我们无法诱导从固态到液态再到固态的转变。这就是为什么研究人员正在用镓合金进行实验。通过将镓与铋等其他无毒金属结合,它们可能能够将熔点提高到合适的温度范围内。这个想法是为了在人体内实现一种可以经历相同相变的材料,从固态到液态,再到液态。

需要更多的研究来确保这些合金与细胞直接接触是安全的。迄今为止的实验表明,它们在特定使用情况下是安全的,但会阻碍细胞生长。这是我们必须解决的问题,然后你才能在柜台上买到改变形状的机器人药物。这可能是一个寻找正确的成分组合的问题。

与此同时,研究人员已经测试了这种材料取回物体或运送药物的能力。在一个例子中,一块固体材料被放置在模型胃内。当施加磁场时,它会变成液体,并释放出内含的药物化合物。在另一个例子中,一块固体物质移向一个异物,使其液化并包围它,然后在从身体中取出之前再次凝固。这些材料的未来仍有待确定,但其潜力巨大。