液态金属自行修复技术

机器人越有活力，它们就越有可能崩溃。更确切地说，所有的机器人都有可能走向崩溃的结局(这是它们的定义特征之一)，更有动力的机器人也会摔得更狠。当它们在实验室里的时候，这不是什么大问题，但是对于长期的实际应用来说，如果我们可以依靠机器人来修复它们自己不是很好吗?

不过，与其给机器人一把螺丝刀，指望它能更换自己的部件，还不如给机器人一个更柔和的解决方案，对于许多常见的磨损来说可让它们能像动物一样自愈。你需要的只是静坐一会儿，身体就会神奇地自行修复。在使用自修复聚合物之前，我们已经看到了一些这样的例子，但是对于动态机器人来说，金属的强度至关重要。

在上个月举行的2019年IEEE/RSJ智能机器人与系统国际会议(IROS)上，来自东京大学JSK实验室的机器人专家展示了一个机器人腿原型，其肌腱“保险丝”由一种可以修复骨折的金属制成。它通过自动熔化自身并转化成一个单一的部分来实现这一点。这项工作仍在进行中，它基本上只是T-1000终结者的一小部分。看来电影就要变为现实了。

在一项测试中，研究人员给一条机械腿安装了自修复螺栓，然后把它扔到地上。按照设计，螺栓断了，避免了对机器人其他部分的损坏。这时，内部加热元件被激活，螺栓的两部分液化，然后重新熔化在一起，半小时内治愈了机械腿。这条腿不能完全站立起来，但这正是研究人员希望通过未来的原型实现的。

这是一个真人大小的机械腿，它的跟腱由一根电缆组成，动力从脚绕着脚踝传递到小腿骨头。电缆被一个模块一分为二，该模块包含由金属合金制成，在低于系统中任何其他点的应力下会折断，这意味着它就像一个机械保险丝——是第一个断裂的不见，牺牲自己来保护机器人的其他关节。

自愈模块(左上角)由磁铁和弹簧连接的两部分组成。每一半都有一个研究人员用低熔点合金(U-47)填充的墨盒。当碳粉盒加热时，合金会熔化，把两半熔合在一起。

这种合金的熔点很低(只有50℃)，它周围的模块由磁铁和弹簧连接的两部分组成。如果螺栓断了，磁铁和弹簧也会分开，但随后会重新合在一起，重新连接螺栓的两半。这时，内部的加热器开始工作，螺栓的两半液化，然后再次融化在一起，大约半小时内愈合肌腱。

这个技术还并不是很成熟，事实证明，被动熔化将自愈合螺栓的强度降低到断裂前的30%。但经过一些额外的实验，研究人员发现，在熔化和修复过程中的轻微振动可使愈合强度达到原来强度的90%以上，而且可能还有更多的优化可以做。