科學家研製一種新材料，可用於組裝機器人軍隊

還記得《超能陸戰隊》中的磁力機器人嗎？如今，能夠按照人的指令自動組合成不同形狀的材料終於在韓國出現了。
據《每日郵報》報道，近日一支由隸屬於韓國蔚山國家技術研究所(UNIST)的科學家團隊開展，來自世界各地的研究者們組建的團隊，研發了一種新材料。該材料可以自行組裝成一支“軍隊”，形成一個齊心協力的作戰單元。

據了解，研發團隊是受到了蜜蜂和螞蟻的的羣體行為啟發，進行了此次研究。科學家們在實驗室中利用計算機模型，試圖複製動物的這一行為，並首次設計出了這款新材料。

這種新型材料由一堆自我推進式的小球組成，被命名為Janus colloids（Janus是神話中“雙面神”的意思）。當這些小球暴露在電場中時，便可以自動排列組合成各式各樣的形狀。


原理

起初，研究領導者之一的 Erik Luijten 博士在電腦上設計了一種能夠在電場中自主移動、組合的膠體顆粒。在接下來的實驗室研究中，另一個研究領導者 Steve Granick 博士發明的特殊粒子 Janus colloids 派上了用場。這種粒子的兩面分別有着正負電荷。當暴露在磁場中時，Janus 粒子上的電荷會發生改變，然後它們之間的靜電相互作用力也會發生變化。變化的結果是一些粒子間相互排斥，一些緊密貼合在一起，還有的粒子則依然保持電中性。人們用肉眼能看到的，就是它們按照一定的模式組合成了不同的形狀。

研究人員在論文中寫道：

引用“傑納斯膠體（Janus colloids）是一種由兩個不同的半球組成的粒子，是一種典型的合成材料，由於具有破缺對稱的性質，它們擁有自我推動的能力。”

由於傑納斯膠體（Janus colloids）的兩側有着不同的性質，一邊帶正電荷，另一邊帶負電荷。在“破缺對稱”的作用下，當該膠體暴露在電場中時，粒子所帶電荷便會產生變化，在不同的膠體間產生靜電作用。這意味着，有些粒子會彼此相斥，有些會彼此相吸，還有一些會保持中立狀態。這樣一來，這些圓球就自動組合成了某種形狀，如一根鏈條、一個大圓球、或者聚成一簇。而在我們肉眼看起來，就成了一種有規律的排列。

不過，目前為止，研究人員僅用計算機模型和一個簡單的二維傑納斯膠體系統對其進行過測試。對此，研究人員表示，希望能儘快研發出該材料的三維原型，以便研究該材料有哪些實際用途。

研究團隊希望，他們的研究成果在將來能夠應用於醫學領域中，達到提升藥物作用的效果。在他們的願景裏，藥物會被置於他們研究出的材料中，自動到達身體裏最需要相關藥物的部位，更精確地將藥物送達人體中的指定地點。此外，他們也想通過這種材料製造出類似磁力機器人的設備。這種材料或許也可以用來打造自動成型的機器人，它們雖然以單台機器的形式存在，但行動起來卻整齊劃一，甚至能成為一支軍隊。
將來我們或許能利用這種材料，打造出一支無所畏懼，思想統一的機器人軍隊。


資料來源：雷鋒網
作者/編輯：劉子榆