Wetenschappers hebben een vloeibare metalen robot gemaakt

Wetenschappers hebben robots gemaakt die van een vaste vorm naar een vloeibare vorm kunnen overgaan, waardoor ze verbijsterende dingen kunnen doen zoals springen, klimmen, en zelfs door de spijlen van een kooi door druipen op een manier die akelig veel doet denken aan de T-1000 robots uit de Terminator-films.

De vorm en bewegingen van de machines worden door magnetische velden bestuurd. Deze nieuwe methode zou kunnen leiden tot nieuwe biomedische en bouwkundige technologieën, zoals gerichte toediening van medicijnen, montage van schakelingen of de creatie van universele schroeven. 

Zachte robots zijn over het algemeen veel meer vervormbaar dan hun harde tegenhangers, maar daardoor zijn ze ook minder sterk, snel of minder goed te besturen dan solide machines. Maar nu heeft een internationaal team van technici een materiaal ontwikkeld samengesteld uit het metaal gallium en minuscule magnetische microdeeltjes. 

Dit materiaal wordt “magnetoactive phase transitional matter” (MPTM) genoemd en weet op unieke wijze de mechanische kracht, het laadvermogen en de snelle voortbeweging van de solide fase met “uitstekend morfologisch aanpassingsvermogen (verlenging, splitsing en menging) van de vloeibare fase” te combineren, aldus een onderzoek dat in het tijdschrift Matter werd gepubliceerd. 

“De mensen die hier werken zijn al een tijd bezig met kleinschalige, magnetisch gevoelige robots en machines,” vertelt Carmel Majidi, hoofd van het Soft Machines Lab aan Carnegie Mellon University en hoofdauteur van het onderzoek, aan Motherboard. “Daarnaast heeft mijn team ook veel nieuwe technieken ontwikkeld die gebruik maken van vloeibare metalen – metalen zoals gallium, die een erg laag smeltpunt hebben.” 

“Dit is een van de pogingen om de twee werkwijzen te combineren” en “om te zien wat er gebeurt als je deze twee dingen samenvoegt,” gaat hij verder. “We hoopten op een ‘best of both worlds’-scenario waarbij we gebruik zouden kunnen maken van de sterke elektrische geleidbaarheid en de fase-veranderende capaciteiten van het gallium en de magnetische responsiviteit van magnetische microdeeltjes-systemen.”

De machines die het team heeft gebouwd konden op magnetische velden reageren dankzij de magnetische microdeeltjes die in hun lichamen zaten. Door de robots in een alternatief magnetisch veld te plaatsen konden Majidi en zijn collega’s bij Sun Yat-sen University en Zhejiang University in China ze laten bewegen en zelfs op laten warmen, zodat ze vloeibaar worden. 

“Als je een metaal in de buurt van een wisselend magnetisch veld hebt weet je gewoon door fundamentele principes van elektromagnetisme dat er dan een elektrische stroming ontstaat die spontaan door het metaal heen gaat stromen,” legt Majidi uit. “Die spontane elektrische stroming verhit het metaal en laat het smelten.” 

Met deze techniek konden de onderzoekers de MPTM-robots schakelingen laten solderen, zichzelf om laten vormen naar een universele schroef, objecten uit een dummy-maag laten verwijderen en succesvol over hindernisbanen laten bewegen. 

Ze waren ook in staat om een schattig LEGO-mannetje uit MPTM te maken dat zichzelf vloeibaar maakt en door de spijlen van een kooi kan bewegen. Hoewel de robot aan de andere kant weer samen lijkt te vloeien lichtte Majidi toe dat hij handmatig weer in vorm werd gebracht door het team en daarna terug in beeld werd geplaatst. 

“Het is een beetje T-1000-achtig omdat je dat figuurtje hebt dat tot een blob versmelt en door die gevangenisspijlen wordt gezogen,” zegt Majidi, die er ook aan toevoegt dat de kwaadaardige moordzuchtige androïde uit de Terminator-films ook een inspiratie was voor de robot. 

Het dynamische gedaanteverwisselende vermogen van de robot zou in de toekomst voor veel doeleinden kunnen worden ingezet, vooral wat betreft biogeneeskunde. Toekomstige iteraties van MPTM-machines zouden wellicht medicatie aan specifieke organen kunnen toedienen, of gevaarlijke objecten uit het lichaam kunnen verwijderen. Het vermogen om van vaste naar vloeibare vorm en terug te gaan zou ook gebruikt kunnen worden om toegang te krijgen tot nauwe of moeilijk bereikbare plekken. 

“Ik had niet gedacht dat deze materiële systemen zoveel reacties en vermogens zouden hebben. Dat vond ik misschien wel het meest verrassende en boeiende aspect van dit materiaal.” 

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Motherboard.

Volg VICE België en VICE Nederland ook op Instagram.