슈바*의 영화'*2'를 말할 때 많은 사람들이 위맹선생 + 기계골격이 아니라 화려하고 타격에 강한 액체금속인 악당이라는 인상을 받았을 것이다.안쪽은 산산조각이 난 후 수은 모양으로 변해도 복원할 수 있는 악당으로 많은 사람들의 어린 시절의 그림자가 되었다.

최근 액체 금속을 설계하는 구동 특성과 로봇에서의 응용이 돌파를 얻었고, 영화 아이디어는 현실로 매진하고 있다.

최근 몇 년 동안 중국 과학 대학, 호주 울렌공 대학 및 쑤저우 대학으로 구성된 공동 연구팀은 액체 금속의 구동 특성 및 로봇에서의 응용을 연구하기 시작했으며 일련의 진전을 이루었습니다.

중국과학기술대학 정밀기계와 정밀기기학부 부교수 장세무 연구팀, 호주 우룬궁대학 교수 리웨이화 연구팀과 쑤저우대학 로봇과 마이크로시스템센터 부교수 이상붕 연구팀으로 구성된 공동연구팀은 갈륨 기실온 액체 금속을 기반으로 한 신형 로봇 드라이브를 설계하여 액체 금속을 구동하는 기능성 바퀴식 이동 로봇을 실현했다.

최근 이 성과는 A Wheeled Robot Driven by a Liquid‐Metal Droplet이라는 제목으로 어드밴스드 매거진(Adv. Mater. 2018, 201805039)에 발표됐다.

영화'*'의 액체 금속 로봇'T1000'이 액체 금속을 로봇 분야에서 응용하는 꿈의 문을 열었다.

갈륨 기실온 액상 금속구 *의 표면 성질 및 이화학적 특성은 전장, 자기장 및 농도 계도장 등 다양한 에너지장 또는 표면 변성 등 방식을 통해 변형, 이동, 분리 및 융합 등 다양한 형태학적 변화를 실현할 수 있으며 MEMS, 마이크로유체, 생물의학 및 로봇 등 분야에서 거대한 응용 전망을 보여주어 많은 관심을 끌고 있다.

그러나 액체 금속의 로봇 분야 응용 연구는 현재 액체 금속 액체를 로봇 본체로 하는 것에 국한되어 있으며, 액체 금속에 기반한 기능성 로봇에 대한 연구 보도는 아직 없다.

액체 금속인 갈륨 기실온 액체 금속은 엄청난 표면 장력을 가지고 있어 매우 낮은 전장 전력 소비에서 보여줄 수 있는 운동 능력을 자랑한다.공동연구팀은 액체 금속 구동과 변중심 기구를 교묘하게 결합해 구조가 단순하고 치밀하며 구동 성능이 좋은 신형 액체 금속 로봇을 개발했다.연구진은 액체 금속 액체를 좁고 긴 바퀴 내부로 제한하는 초소수 표면을 가진 극경량 반폐쇄 바퀴식 구조를 설계했다.교묘하게 설계된 수동 마이크로 전극 지지대를 통해 외부 전장 구동 바퀴 체내의 액체 금속 운동을 가하고, 나아가 바퀴식 로봇의 중심을 지속적으로 변경하여 바퀴식 로봇의 굴림을 구동한다.

이와 동시에 연구원들은 제시된 신형의 액체금속로보트에 대해 동력학모델링과 분석을 하고 실험을 통해 전해액농도, 가해전압, 액체금속부피, 륜체구조 등 매개 변수가 로보트의 운동성능에 미치는 영향을 탐색하여 운동을 구동하는 zuijia 매개 변수의 일치를 얻었다.

한걸음 더 나아가 집적전지시스템을 통해 연구원들은 신형의 액체금속자동구동륜식이동로보트를 성공적으로 설계했다.이 혁신적인 연구는 전통적인 로봇 구동 방식 (전기, 유압 및 공기압 등) 의 구조가 복잡하고 부피가 크며 구동 에너지 효율이 낮은 등 부족함을 보완하고 미래 마이크로 로봇 및 특수 로봇 시스템의 발전을 촉진하는 새로운 구동 방식을 계발할 것으로 기대된다.

이 논문의 저자는 중국과학기술대학 정밀기계와 정밀기기학부 석사생 오건이다.중국과학기술대학 장세무, 오스트랄리아 오륜공대학 박사 당시양, 소주대학 리상붕이 공동통신저자이다.이 과제는 국가자연과학기금 사업의 지원을 받았다.