苏大开发出可分可聚液体机器人，够科幻!

由磁力分裂的磁性流体机器人
近年来，随着机器人科学的不断突破，世界各国的工程师们都在从硬件或者软件方面不断地探索制造机器人的新方法。2022年9月16日，国际科学期刊《科学进展》上发表的一篇最新论文显示，来自中国苏州大学与德国马克斯普朗克智能系统研究所的研究团队联合开发了一款可重构微型铁磁流体软体机器人，论文显示这款机器人可以分裂成小块然后再重新组合，类似于科幻电影《毒液》中的粘液状机器人。本期科普文章，我们就来聊聊铁磁流体机器人的相关知识吧！ 　　首先先来了解一下什么是铁磁流体 　　铁磁流体处于一段强垂直磁场中日常生活中，磁铁是固体，在其温度超过摄氏300度时，它就会失去磁力。这是因为高温会令磁铁内的粒子快速震动，而失去方向性（即磁力）。磁铁的熔点（从固体变成液体的温度）为摄氏1400度，在到达磁铁的熔点前，它就已经失去磁力，所以铁磁流体并非把磁石加热熔解而成的。因为高温会令磁铁失去磁性，科学家以化学方式把磁铁变至纳米大小，使之能受磁场影响，再把它们悬浮在水溶性或油溶性的液体中，这就是铁磁流体了。这些细小的磁铁粒子不会因为地心吸力而往下沉，就如同脂肪在牛奶中不会沉淀一样。铁磁流体的应用甚广，除了航天科技，还可用于医学、艺术、扩音器等方面。磁流体机器人的工作原理是什么？ 　　磁流体机器人的原理图这种磁流体机器人的形状类似于黑色粘液，它是由一种名为混合磁驱动系统即多尺度磁微型机器人驱动系统来驱动，这个系统将电和永磁体组合在一个系统中，使研究团队能够利用电磁线圈产生的弱背景磁场来控制永磁体产生的强驱动磁场，从而产生可编程的磁场。与普通的机器人不同，这个机器人的材料粘合度非常松散，因此可以根据需要改变形状。例如利用混合磁驱动系统可以将厘米或毫米大小的机器人分成一组毫米或微米大小的机器人。实验表明机器人在通过狭窄通道时可以拉长，或者在通过多孔材料时分成任意小的部分。这款机器人具有制成不同的尺寸，以适应不同场景应用的潜力。 　　磁流体机器人拆分或合并示意图磁流体机器人未来有哪些用途？ 　　磁流体机器人的用途演示图及迷宫实验在未来，磁流体机器人在生物医学应用方面拥有巨大潜力，因为它们可以最大限度地减少对生物体的侵入性和相关的物理损伤，并且这种能力一旦获得商业化应用可能会改变目前生物医学方面的一些游戏规则。可以想象，磁流体机器人可以在医疗应用中用作将药物运送到难以进入的身体部位（例如肺结节或大脑部位）的机器人，它会在消化道中分裂成多个部分，使每个部分都能将所需的药物精确地输送到目的地；还可用于清除大脑中可能导致中风的血栓等。在其他方面，磁流体机器人还可用于用来运送化学过程中某些特定化学反应所需的化学物质。 　　磁流体机器人的部分实验数据图该项研究的相关研究人员称铁磁流体机器人投入商业化运营还需要克服许多障碍，比如开发一种可以能够精确穿透颅骨等骨骼的磁控制系统，在磁控制系统技术成熟之前，机器人在人体中是无法做到准确移动、分裂或重组的。然而，如果能够克服这些挑战，它有望成为无线医疗的革命性技术。