科学者はバーを通過できる液体金属ロボット、ターミネーターを作成

Mar 19, 2023

映画『ターミネーター 2: 審判の日』では、アーノルド・シュワルツェネッガーが演じる最初のターミネーターの使命は、非常に柔軟な未来から来た新型殺人ロボット、T-1000 からサラとジョン・コナーを守ることです。たとえ殴られたり撃たれた後でも、その形状を簡単に回復します。 現在、中国と米国の科学者が小型のT-1000に似たものを作成した。 この発明は室温近くで溶ける金属でできており、作成者の意志によって固体から液体に変化することができる。 実験では、ロボットは鉄格子をくぐり抜けて檻から脱出することができました。ロボットは溶けて、反対側で再び固まりました。 胃の中の異物を除去したり、LED回路を半田付けしたりすることができた。

ジェームズ・キャメロンの映画に登場するT-1000は、悪の会社スカイネットによって液体金属の「模倣ポリアロイ」を使って製造されたプロトタイプでした。 今週科学誌マターに発表されたこの新しいロボットも、金属マトリックスであるガリウムで作られており、純粋な場合は85.6°F（29.8°C）で溶ける。 つまり、手の中で溶けてしまうのです。 このロボットには、ガリウムに加えて、磁場に対する応答を増幅するために他の 3 つの元素 (ネオジム、鉄、ホウ素) の合金が含まれています。

このロボットは、磁気活性相転移物質 (略して MPTM) として知られる材料で構成されています。 一定の強さの磁場はガリウム内部に電流を誘導し、熱を発生させてガリウムを固体から液体に変えます。 これらの磁場は、その閾値に達しなくても、ロボットをその高さの 20 倍にジャンプさせ、毎分 1,500 回転で回転させ、毎秒 1 メートルの速度で移動させることもできます。 映画に登場する T-1000 ほど大きくはないかもしれません。高さはわずか 1 センチメートルですが、かなりのエネルギーの塊です。

研究者らが共有したビデオの1つ（上記参照）では、レゴのミニフィギュアの形をしたMPTMロボット（幅約5ミリメートル、高さ約1センチ）が、液体の中のバーをくぐり抜けて小さな檻から脱出する様子が見られる。状態になり、解放されると再び固まります。 カーネギーメロン大学機械工学教授のカーメル・マジディ氏は、「磁場を使って液体に溶かし、筐体から取り除きます」と説明する。 ガリウムが 86 °F (30 °C) に近づくと溶けるのと同じように、そのマークを下回ると凝固し、棒を通過すると硬い金属に戻ります。 手の中で溶けるという事実は、他の金属ほど硬くないわけではありません。

科学者たちは自分たちの創造物をテストするためにいくつかの実験を考案しました。 1つは、それを隅まで届くネジに変え、液体の状態で穴に入り、その後固体になって密閉します。 別の例では、MPTM ロボットは、自身の一部をはんだとして使用して、LED 回路の溶接機として機能します。 ガリウムははんだとしても導電性材料としても機能し、他の金属と同様に電気伝導率が高いため、回路の接続に非常に効果的です。 しかし、室温で溶ける場合、動作中に回路が熱くなったらどうなるでしょうか?

マジディは国家転向の問題を認識している。 「ガリウムは融点が低いため、回路が熱くなると軟化し、さらには溶ける可能性があります。ガリウムは液体状態でも導電性を維持するため、性能には影響しません。ただし、漏れや漏れを防ぐため、こぼれた場合は、ゴムまたはその他の柔らかい断熱材で密閉する必要があります」と彼は言います。 カーネギーメロン大学のソフトマシン研究所の所長であるマジディ氏の専門分野は、結晶から液体金属に至るソフトマテリアルであり、MPTM の溶解の可能性についてはあまり心配していません。「私の研究のほとんどは液体金属回路に焦点を当てています。 「回路動作中、導電性材料は液体のままです。金属が適切に密閉され、絶縁されている限り、通常、漏れは心配する必要はありません」と彼は説明します。

MPTM の作成者は、MPTM が重要な医療用途に応用できる可能性があると考えています。 彼らは、水を満たした人間の胃のモデルを使用して、医学における 2 つの非常に一般的な問題を解決しました。1 つは、除去する必要がある異物にロボットを誘導したことです。 ロボットの隣に近づくと、磁石がロボットを溶かし、物体を包み込みました。 そして冷めた後、すぐに磁石で取り出しました。 もう 1 つは、MPTM に包まれた薬物の投与をテストしたものです。 必要な場所に到達すると、溶けて薬物が放出されました。

香港中文大学のエンジニアで論文の共著者であるチェンフェン・パン氏は、「ロボットに液体状態と固体状態を切り替える能力を与えることで、より多くの機能をロボットに与えることができる」と説明した。 次に来るのは、この材料システムを推進して「いくつかの非常に特殊な医療および工学問題を解決する」ことだと彼は言う。

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