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Liquid Metal bringt gestaltwandelnden Roboter einen Schritt näher

Von Michael Slezak

Video: Selbstbetriebener Liquid Metal Motor

Hasta la vista, Baby. Ein echter T-1000, der formverändernde Flüssigmetallroboter von Terminator 2, ist dank eines selbstbetriebenen Flüssigmetallmotors einen Schritt näher.

Das Gerät ist überraschend einfach: nur ein Tropfen Metalllegierung, die hauptsächlich aus Gallium besteht – das bei knapp 30 ° C flüssig ist – mit etwas Indium und Zinn vermischt. Wenn es in eine Lösung von Natriumhydroxid oder sogar Salzlake gegeben und mit einer Aluminiumflocke als „Brennstoff“ in Kontakt gebracht wird, bewegt es sich etwa eine Stunde lang. Es kann sich in einer geraden Linie bewegen, um die Außenseite einer kreisförmigen Schüssel herumlaufen oder sich durch komplexe Formen quetschen.

„Die weiche Maschine sieht ziemlich intelligent aus und verformt sich entsprechend dem Raum, in dem sie reist, genau wie Terminator aus dem Science-Fiction-Film“, sagt Jing Liu von der Tsinghua-Universität in Peking, China. „Diese ungewöhnlichen Verhaltensweisen ähneln perfekt den lebenden Organismen in der Natur“, sagt er und fügt hinzu, dass sie Fragen zur Definition von Leben aufwerfen.

Als sie zum ersten Mal sahen, wie sich der Tropfen bewegte, waren sich Liu und Kollegen nicht sicher, wie es dazu kam. Experimente zeigten zwei Mechanismen im Spiel. Ein Teil des Schubs beruht auf einem Ladungsungleichgewicht über den Tropfen, was wiederum eine Druckdifferenz zwischen der Vorder- und Rückseite erzeugt, die ihn nach vorne drückt. Das Aluminium reagiert auch mit dem Natriumhydroxid und setzt Wasserstoffblasen frei, die den Tropfen noch schneller treiben.

Andere Forscher haben gezeigt, dass ein stationärer Galliumtropfen in einem elektrischen Feld als Pumpe wirken kann. Liu verfolgte diese Idee und zeigte, dass, wenn ihr selbst angetriebener Motor still gehalten wird, auch er zu einer Pumpe wird, die jede Sekunde etwa 50 Milliliter Wasser verschiebt. „Es ist die erste selbstbetriebene Pumpe“, sagt er. Das Team sagt, dass es sofortige Anwendungen haben könnte Flüssigkeit durch eine Kühlvorrichtung ohne die Notwendigkeit für eine externe Stromquelle zu bewegen.

Die Arbeit ist Teil einer langfristigen Anstrengung, intelligente Roboter zu schaffen, die nicht starr sind und so im laufenden Betrieb umgestaltet werden können, ein bisschen wie der fiktive T-1000. Liu sagt, dass ein Roboter, der auf ihrem Gerät basiert, bald verwendet werden könnte, um die Umgebung zu überwachen oder Materialien in Rohren und sogar Blutgefäßen zu liefern.

Letztes Jahr zeigten sowohl Lius Gruppe als auch eine von Michael Dickey an der North Carolina State University in Raleigh geleitete Gruppe, dass die Galliumlegierung als Reaktion auf einen angelegten elektrischen Strom komplexe Formen bildet. Wenn der Strom abgeschaltet wird, kehrt er zur einfachen Tropfenform zurück. Liu sagt, dass diese beiden Methoden zusammen verwendet werden könnten, um die Geschwindigkeit des Tropfens zu ändern oder einen Schwarm unabhängiger Tropfen zu koordinieren.

Taro Toyota von der Universität Tokio sagt, dass die Erfindung helfen könnte, chemische Energie in mechanische Energie in einem zukünftigen Flüssigkeitsroboter umzuwandeln. „Solche flüssigen Roboter werden ein Keim künstlichen Lebens sein, der in einigen Filmen zu sehen ist“, sagt er. „Ich würde Flubber anstelle von Terminator 2 aufziehen.“

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