滴水成兵：中美英各国发力液体控制，液态机器人是啥？有什么用？

中国古代一直有撒豆成兵的戏法。这一幕，也许会在不远的未来得以实现。

文|思思

全文约2200字，预计阅读时间5分钟

科学家发现，液滴由于其柔性、可变形、可携带溶质的特点在机器人领域展现出了非常广阔的应用前景。尤其是毫米尺度下的液滴，更是大有可为，一滴溶液可以载有成千上万个微纳米机器人，而这些机器人又赋予了液滴独特的性质。

滴水成“兵”，科技正在不断迈向这一步。目前，中美英多所大学都在不约而同地在液体控制领域发力，期望得到突破、液态机器人开始以各种形态出现在越来越多的大学实验室中。

在中国，由苏州大学的科学家团队利用磁流体制成的机器人，已经能够在遇到障碍物或狭窄通道时自行分解，然后重新组装，这种独特的重组特性可用于靶向特殊物质输送。试想，当患者吞下一个携带特定物质的机器人，机器人则会在内进行分裂，以更微小的方式将特定物质送到指定位置。比如，未来可以用来清除导致中风的大脑血块。

在美国，宾汉姆顿大学的科学家开发了一种液态金属晶格，这种由铋、铟和锡组成的新型合金非坚硬，但只需要热水就可以液化，轻易就可以被压缩运输，成为理想太空材料。目前，该团队正通过硅酮外壳来实现金属记忆，打造真正的液态机器人。

在英国，斯旺西大学的科学家通过电场实现了对液态金属的2D控制。利用编程来控制电极电流的方向，进而改变液体金属的表面张力，借此让电极带动液体移动。科学家们希望通过研究2D控制，在未来打造出3D控制的液态金属机器人。

你看，越来越多的研究正在从不同的角度去实现滴水成“兵”。那么，液态机器人到底是什么？为何会吸引全世界众多科研机构去研究。又会给世界带来多少改变呢？本文，我们就来看看这一尖端科技，欢迎您的阅读。

人类对机器人的研究几近痴迷。早在十几年前，就有科学家将研究目光投向了占人体80%的液体，他们主张人与机器的外在区别在于“液体”。甚至将之称为“碳基生物”与“硅基生物”。

神奇之处在于，有很多金属，尤其是合金也可以是液态的。如果打造出一种由金属液体组成的机器人，那它是否会具备生物的很多属性？这一直是机器人领域的最终梦想。

然而，“颠覆”还很遥远，目前的液态机器人其实更多的是指纳米机器人群。是从微观角度控制液态属性的微小机器人。这些微纳米液态机器人通过电沉积、3D打印、微型组装、生物改性等技术制备而来，大部分具有自己的特定形态。而随着微流控技术的发展，液滴作为微纳米机器人发挥作用更为简单直接，而且极易群体工作，形成新型的液态机器人。

液态机器人不像工业化机器人，无法直接安插能量源，那它们的动力来源从哪里来呢？其实，液态机器人最重要的就是选择驱动策略，这是也实验室阶段最耗费时间的一步。主要的驱动来源于以下几个方面：

（1）化学驱动

利用化学反应产生的热量和特殊的生成物，驱使液态机器人完成指定功能。这是人类研究最多的能量实现方案，以过氧化氢为燃料的纳米机器人再经过生物改性制备，科学家在数十年前就实现了微纳米机器人自主递送蛋白质和组装粒子。

（2）光能驱动

在微纳尺度下，宏观上施加的场都会作用在所有的微纳机器人之上，而光束可以通过如物镜、光圈、反射镜等光学装置改变光路，使光点尺寸减小到亚微米级，用于机器人的选择性运动控制。

美国康奈尔大学就通过这种原理，在激光的作用下，研究出一种40μm的机器人，仅每四寸的晶圆就可以释放百万个机器人，显示了光驱动微型机器人的巨大前景。

（3） 超声驱动

超声波是指每秒钟振动次数超过两万次的声波。超声波驱动基于声波腹波对微纳米机器人进行操作，德国的科研所通过修改单个超声换能器的输出，不仅实现了将微纳米机器人组成特定图像的静态形状，还实现了利用相位梯度驱动粒子。

（4）生物驱动

生物驱动是指采用生物方法或利用生物改性组装微纳米机器人。美国就曾展示过一种由基因工程大肠杆菌菌株驱动的微纳米机器人。由于趋光微生物的快速特异性反应，光可以用于引导这种微纳米机器人的运动，并可以通过光强调整微纳米机器人的游动速度。

液态机器人在微观层面有着不可替代的作用和广泛的应用场景。

（1）医学领域

液态机器人可在人体循环，在靶域之外并无活性，但进入靶域后，液态机器人就会检测到靶域细胞表面抗体，通过检测人体内部一些化学信号的变化，对疾病进行诊断并反馈医生。得到进一步的治疗指令后，液态机器人就能按计划辨析细胞好坏，精准地将装载药物作用于癌细胞。全程在医生的检测控制中，液态机器人在载药、热疗、栓塞等方面，有着非常明显的作用。其效果几乎是立竿见影，不仅免除了手术带来的愈合创伤，还能更精确地定向治疗。

（2）军事领域

液态机器人有“蚂蚁士兵”之称，靠着光能、生物能、电波等驱动，可以轻松潜入相关要害部门，不仅可以展开侦查活动，还可以直接攻击目标，液态机器人有着惊人的破坏力，尤其是对电子设备，精密部件，核实设施等模块。

（3）生物学研究领域

液态机器人可以辅助科学家进行细胞染色体的切割、组装等研究，还可以十分方便的在DNA或分子层级进行生化检测和实验研究。

关于液体机器人的研究，目前整体还处于2D阶段，对液体机器人的控制更多的是做平面控制，虽然科学家已经可以自由的让液体机器人展示出各种图形。但360度的3D控制还在进一步的研究中。

如果液体机器人2D转3D成功取得突破，那么，像《终结者》中的大反派T-1000那样杀不死、打不烂、任意分解、随意聚合成形的液态机器人也许就真的会出现。你害怕了吗？