液态金属抓手轻托鱼胚胎,也能在6毫秒内弹出一根发丝

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LiMU把表面张力变成可控的抓放开关,研究重点不只是抓得住,更是微小物体放得开。

一团会变形的液态金属,既能轻拿脆弱样本,也能把微小物体迅速甩开。苏州大学、中国科学技术大学等团队研制的LiMU抓手,于2026年3月6日在《自然·通讯》发表。其预印本早在2025年2月4日公开。这项机器人实验的独特之处,是让抓手在温柔托举和快速放开之间切换。

机器抓东西,未必需要长出手指。2010年,康奈尔大学、芝加哥大学与iRobot就展示过装着咖啡粉的气球抓手:先贴着物体变形,再抽走空气,让颗粒卡紧。解除真空后,它又变软。这类方法已经证明,材料本身的变化可以代替复杂关节,因此LiMU不能被说成第一种软抓手或通用抓手。

新研究把重点推到了另一道难题:东西越小,有时越难放开。LiMU用电场与磁场调节功能液态金属的表面张力和刚度,让它贴合目标,再主动改变表面状态,使微物体离开。可以把表面张力想成包在液滴外面的收紧趋势:重点不是给金属装弹簧,而是利用液体表面本身的回缩。

苏大公布的一项演示中,抓手把一根直径70微米的发丝在6毫秒内加速至每秒696毫米,峰值加速度达到42倍重力加速度。另一组实验则走向相反的极端:轻柔转运200枚斑马鱼胚胎,操作成功率为99%。发丝弹射与胚胎转运是两项不同实验,分别测试快速放开和轻柔搬运;胚胎实验的成功率也不等于对所有生物样本的安全保证。

论文还报告约10帕的低接触压力,以及在空气与液体中操控不同形状目标的能力。这让它与“更有力的机械手”有所区别:研究尝试把贴合、持有和主动释放放进同一套材料控制方式。对微型零件装配而言,放得准确可能和拿得稳定一样重要。

它目前的证据是实验室演示。真正进入生产流程,还需要回答连续运行、残留污染、不同物体之间切换和落点控制等问题;这些问题决定它能否从一组演示走进实际工作。把材料变成可编程的手,最有价值之处不是模仿人的五根手指,而是找出人手也不擅长的抓放方式。

预印本首发:2025年2月4日;期刊论文发表:2026年3月6日;中文团队介绍:3月10日。

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