布里斯托大學研發豌豆大小液態金屬泵 推動柔性機器人技術進步

布里斯托大學的工程師們開發出一款豌豆大小的液態金屬泵，該泵有潛力取代軟體機器人和可穿戴設備中的笨重壓縮機，未來系統可望變得更輕、更便攜及更靈活。這款新泵名為液態金屬磁流體泵（LIMA 泵），重量僅為 0.2 克，運行電壓低於 0.1 伏特。研究人員表示，這項技術可為各種軟體機器人系統提供動力，包括機器腿、可穿戴觸覺設備、醫療工具以及虛擬現實界面。目前的軟體機器人通常依賴剛性泵或大型氣動系統，這限制了其運動性和便攜性。

布里斯托團隊設計的 LIMA 泵旨在克服這些限制，利用液態金屬將電能轉化為流體運動。

液態金屬泵的創新技術提升了機器人的靈活性

為了演示這項技術，研究人員製作了機器蝴蝶翅膀、變色手環和一個連接到手環的觸覺指尖袋，該袋可壓縮以模擬觸覺感受。這款小型泵的運作原理是通過磁場移動液態金屬滴。當電流流過這些液滴時，會產生洛倫茲力，將金屬推來推去，從而在系統內部產生泵送動作。研究人員表示，液態金屬的高導電性、可變形性以及低運動阻力使該設備能夠在極低電壓下運行，同時仍能產生有用的壓力和流量。

布里斯托大學軟體機器人實驗室的研究助理薩巴·菲魯茲尼亞表示：「這是一項令人興奮的發展，克服了現有的僵硬和笨重的障礙，提供了一種微型、便攜且更具適應性的解決方案。」他補充道：「這些增強特性意味著它可以更有效地應用於現有用途，如實驗室芯片設備進行疾病診斷，以及與新用途結合，包括用於機器服裝的微型泵和小型執行器進行環境採樣。未來的可能性無限。」

研究人員相信，這一緊湊系統能幫助加速自主軟體機器人和需要輕量化 onboard 泵送系統的適應性可穿戴技術的發展。與傳統的軟體泵不同，LIMA 泵將能量傳輸、流體運動和信號發送整合到一個軟體平台中。菲魯茲尼亞解釋道：「與傳統的軟體泵依賴笨重、剛性或高電壓元件不同，LIMA 利用液態金屬的內在特性。」研究人員表示，該泵不僅能轉移液壓能量，還能通過柔性流體網絡傳遞化學能量和信息信號，增加其整合到多功能機器人系統的潛力。

布里斯托大學機器人學教授兼該研究的共同作者喬納森·羅西特形容這項技術為未來機器人系統的緊湊「心臟」。他表示：「關鍵是，LIMA 泵作為機器人系統的柔性、緊湊『心臟』，將泵送、信號發送和能量轉移整合在一個低電壓平台中。」研究人員目前正在探索該技術的其他應用，包括智能敷料、機器服裝和可食用機器人。該研究已發表在《自然通訊》期刊上。