Nói đến Thi Ngõa * điện ảnh 《 2 》, rất nhiều người ấn tượng khả năng cũng không phải uy mãnh tiên sinh+máy móc xương cốt, mà là hoa lệ, chống đánh chất lỏng kim loại nhân vật phản diện. Nhân vật phản diện bên trong sau khi phân ly vỡ vụn hóa thành dạng thủy ngân còn có thể phục hồi như cũ, trở thành bóng ma thời thơ ấu của rất nhiều người.

Gần đây, một bước đột phá đã đạt được trong việc thiết kế các đặc tính lái xe của kim loại lỏng và ứng dụng của nó cho robot, và ý tưởng điện ảnh đang tiến gần hơn đến thực tế.

Trong những năm gần đây, một nhóm nghiên cứu chung, bao gồm Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Đại học Wollongong của Úc và Đại học Tô Châu, đã bắt đầu nghiên cứu các đặc tính truyền động của kim loại lỏng và ứng dụng của nó trong robot.

Nhóm nghiên cứu chung, bao gồm nhóm nghiên cứu Zhang Shiwu, phó giáo sư tại Khoa Máy móc chính xác và Dụng cụ chính xác tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, nhóm nghiên cứu Li Weihua, giáo sư tại Đại học Wollongong ở Úc và nhóm nghiên cứu Li Xiangpeng, phó giáo sư tại Trung tâm Robot và Hệ thống vi mô tại Đại học Tô Châu, đã thiết kế một trình điều khiển robot mới dựa trên kim loại lỏng ở nhiệt độ phòng dựa trên gallium để nhận ra robot di động bánh xe chức năng được điều khiển bằng kim loại lỏng.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Materials (Adv. Mater. 2018, 201805039) với tiêu đề A Wheeled Robot Driven by a Liquid Metal Droplet.

Robot kim loại lỏng "T1000" trong bộ phim đã mở ra cánh cửa mơ ước cho việc sử dụng kim loại lỏng trong lĩnh vực robot.

Tính chất bề mặt và đặc tính vật lý của kim loại lỏng nhiệt độ phòng Gallium * có thể thông qua điện trường, từ trường và trường gradient tập trung và nhiều trường năng lượng khác hoặc thay đổi bề mặt, để đạt được nhiều thay đổi hình thái như biến dạng, di chuyển, tách và hợp nhất, triển vọng ứng dụng rất lớn trong MEMS, vi chất lỏng, y học sinh học và robot và các lĩnh vực khác, thu hút sự chú ý rộng rãi.

Tuy nhiên, nghiên cứu về ứng dụng kim loại lỏng trong lĩnh vực robot hiện chỉ giới hạn ở việc sử dụng các giọt kim loại lỏng làm cơ thể robot và chưa có nghiên cứu nào về robot chức năng dựa trên kim loại lỏng.

Kim loại lỏng Gallium dựa trên nhiệt độ phòng Kim loại lỏng có sức căng bề mặt rất lớn và có thể thể hiện khả năng vận động ở mức tiêu thụ điện trường rất thấp. Nhóm nghiên cứu chung đã khéo léo kết hợp ổ đĩa kim loại lỏng và cơ chế thay đổi trọng tâm để phát triển robot kim loại lỏng mới với cấu trúc đơn giản và nhỏ gọn và hiệu suất ổ đĩa tốt. Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một cấu trúc bánh xe bán khép kín cực nhẹ với bề mặt siêu kỵ nước, hạn chế các giọt kim loại lỏng bên trong thân bánh xe hẹp và dài; Chuyển động kim loại lỏng bên trong bánh xe điều khiển điện trường bên ngoài được áp dụng thông qua giá đỡ điện cực nhỏ được thiết kế khéo léo, do đó liên tục thay đổi trọng tâm của robot bánh xe, điều khiển robot bánh xe lăn.

Đồng thời, các nhà nghiên cứu đã tiến hành mô hình và phân tích động lực học đối với robot kim loại lỏng mới được đề xuất, đồng thời thông qua thí nghiệm thăm dò ảnh hưởng của nồng độ chất điện phân, điện áp áp dụng, thể tích kim loại lỏng, cấu trúc bánh xe và các thông số khác đối với hiệu suất vận động của robot, thu được thông số zuijia điều khiển chuyển động.

Hơn nữa, bằng cách tích hợp hệ thống pin, các nhà nghiên cứu đã thiết kế thành công robot di chuyển bánh xe tự lái kim loại lỏng mới. Nghiên cứu sáng tạo này hứa hẹn sẽ truyền cảm hứng cho một phương pháp điều khiển mới để bù đắp cho sự phức tạp về cấu trúc, kích thước lớn và hiệu quả năng lượng thấp của các phương pháp điều khiển robot truyền thống (động cơ, thủy lực và khí nén), thúc đẩy sự phát triển của robot nhỏ và hệ thống robot đặc biệt trong tương lai.

Tác giả luận văn này là sinh viên thạc sĩ khoa cơ khí chính xác và dụng cụ chính xác của Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc Ngũ Kiện. Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc Trương Thế Vũ, Tiến sĩ Đại học Ngũ Luân Cống Ô - xtrây - li - a Đường Thi Dương, Đại học Tô Châu Lý Tướng Bằng là tác giả thông tin chung. Đề tài này được tài trợ bởi dự án Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia.