智能技术与机器人也成为关注的热点,液态金属机器

 国际新闻     |      2019-11-24 18:10

  

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fun88乐天使备用 2 电影里的液态金属机器人非常科幻,受损后可以自动愈合。

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中新网客户端北京11月6日电(记者 宋宇晟)一台高达10米、重达数吨的机器人,还可以做出动作、变换颜色……这不是科幻片中的情节,这一幕最近真实地发生在北京。

  【环球时报报道 记者 范凌志】经典科幻电影《终结者2》里的“T-1000”液态金属机器人的变形能力令人印象深刻。近日,中国科学院理化技术研究所和清华大学医学院联合研究小组在世界上率先发现,液态金属可在“吞食”少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动,实现无需外部电力的自主运动,从而为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。那么,这项技术到底有多“炫酷”?

  当《环球时报》记者12日提前探营时,看到一个外形很像蓄势待发的猛虎的大型机器人,当时这个大家伙正在变形为一个浑身上下充满中国传统武将风的机器战将。据这一机器人的设计者、中央美院教师孙世前介绍,这一大型机甲是他的十二生肖系列机甲中的寅虎。它可以由一个虎形机器人变形为一个中国古代将军造型的大型机甲,它身上体现了中国古代建筑、人文、汉字、纹样等文化元素。(刘扬)

前段时间,由央美教师孙世前、范尔蒴共同打造、中央美术学院圆明园研究中心出品的一款10米高的巨大中国风机甲艺术装置亮相中国科学技术馆,随后在网络上引发关注。

  带着这个问题,《环球时报》记者专访了该项目带头人、中国科学院理化技术研究所研究员刘静。刘静介绍说,柔性机器、可变形机器在材料学和机器学中是一个非常重要的领域,而柔性正是液态金属特有的行为。课题组在一两年前发现利用电可以控制液态金属的变形和运动,也就是“电驱动”,而如今在此技术上实现了“自驱动”。另一个有意思的地方是“液态金属机器”在运动中遇到拐弯时会有停顿,好似略作思索后继续行进;在遇到比“身体”小一点的缝隙时,甚至会“挤过去”。因此自驱动、柔性、可变性是这项技术的三大特点。

孙世前、范尔蒴和他们共同打造的城门机甲。受访者供图

  刘静介绍说,科学家此前发现“液态金属机器”的“电驱动”现象,即电荷会改变液态金属的表面张力,在内部形成旋转,因此控制电荷运动,就能像车轮一样驱动“液态金属机器”往前走。而最新研究发现“液态金属机器”会“吞食”铝片作为产生电荷的“燃料”。他解释说,刚开始“液态金属机器”并没有外部动力,等“吞食”铝片后(也可以理解为腐蚀),在电解液里形成原电池反应,就能自行运动了。如果运动路线上还有一些铝片,那么“液态金属机器”走到那里也能顺路“吞食”掉。它的运动速度并不慢,可以达到每秒5厘米,而且行动距离相当远,在容器中可以走一个多小时。

这款机甲装置如何设计成形?背后又有什么样的故事?它的设计师、中央美术学院圆明园研究中心特约研究员孙世前近日接受了中新网记者专访。

  不过与电影中的“T-1000”相比,“液态金属机器”也存在一些距离。刘静透露,除了体积不同外,最大的区别是还没那么智能。但相关研究对未来这种“可重构的机器”打开了一条新思路。比如它的速度现在已达到每秒几厘米,比最初快了好几倍,以后可能会更快。未来还可以跟其他材料结合在一起,给“液态金属机器”穿上“铠甲”,通过电控等手段,让它掌握“握手”等新技能。这比传统的“刚性机器人”更灵活。刘静表示,中国首次在世界上发现自驱动的柔性机器人,当年首先发现可“电控”的也是我们,其他国家的研究落后于中国。液态金属这一领域,之前被很多国家忽略了,而我们在持续研究,所以这个课题中国已积累了十几年,而其他国家近几年才刚刚起步。他表示,我们欢迎全世界的科学家和工程师一起研究,“液态金属机器”未来可能会掌握高度智能的类生物体行为,液态金属机器人也有可能成为现实。

从城门建筑变形而来的机甲

这款高10.01米的大型机甲,由一座城门建筑“变形”而来。

城门机甲介绍。受访者供图

中国古城门建筑是这件作品变形前的样子。在这个“城门建筑”变形为机甲构件后,上段是头胸铠甲,城台部分变形为胸甲,城门、匾额、值房、吊车包容其中。屋顶片段错落装饰在两肩成为肩甲,以古建筑角梁装饰。

中段是腰臀铠甲,屋顶片段成为裙甲,古建筑角梁与裙甲结合。

下段是战靴,腿脚部位对应建筑的基础部分——台基、台阶、栏板望柱,丹陛等,包容在屋顶片段中,用斗栱装饰,色彩与上面两段的角梁呼应。

机甲上中下三段均以解构的屋顶来强化机甲的造型轮廓,形成肩臂铠甲、裙甲和战靴,同时用鸱吻和屋脊套兽、斗栱等元素进行装饰。

城门机甲展出时展示“作揖”动作。受访者供视频截图

争议带来的创新

孙世前告诉记者,“把城门变成机甲”这个想法最初源自一次有争议的展出。

2014年,孙世前曾与某电影公司合作,把国外的机器人放在北京前门展出,结果却备受争议。“当时有人质疑,为什么要把外国的机器人展到北京的中轴线上。”

“当时觉得很郁闷。本来自己认为是做了一件挺好的事情,结果却引来质疑。”不过,孙世前很快找到了新的方向——把中国传统元素融入到机器人中。

“我的一个好朋友,也是央美建筑学院的老师范尔蒴,他建议,可以把古城门的形象改成一个机器人作品。这个事给我的启发特别大,于是就想做一款我们自己的机甲作品。”

城门机甲展出照片。受访者供图

于是孙世前与范尔蒴将机器人艺术与建筑艺术结合,开创了全新的机甲系列。

只是没想到一下子就做了五年。

用五年把城门变成机甲

五年中,孙世前和他的团队用前三年时间想方案、改设计。这期间要先设计出二维平面图,做设计稿,然后进行三维工业建模。

为了能将城门元素融入机甲当中,孙世前也请教了许多古建筑专家、历史学者。他告诉记者,从最开始的设计到最终展出的机甲作品,设计稿就改过十多版。而为了让机甲能动起来,孙世前还特意自学了编程。

城门机甲展出时展示“作揖”动作。受访者供图

当然,这时的机器人还停留在纸面上,他更大的压力来自于资金。

一个10米高的机器人所需要的材料、人工成本合计下来至少也要几百万。孙世前足足用了两年时间筹集制作的预算“这件作品完全是自费制作的,最后用工作室这两年的收入才完成。”

“机器人一直影响着我的命运”

对于孙世前来说,做机器人艺术是一件特别开心的事。他至今还能回忆起小时候在动画片中看到机器人的印象。

他甚至觉得,在今天看来,机甲、机器人这些东西一直在影响着自己的命运。

上世纪八九十年代,孙世前在大连一个小岛长大。在他的印象中,童年不少乐趣来自于电视上的动画片,尤其是其中的机器人。

“当时超喜欢,就想买这些玩具。我在商场里看过,基本上一个玩具相当于我父亲一个月工资,也没有办法让家里买。”

孙世前只好自己做。刚开始是用纸板简单地拼出机器人的形态。随着年纪增长,他用纸板做出的机器人甚至能变形了。

也是因此,孙世前渐渐喜欢上画画。“后来就很幸运地考上了中央美院。当时我们学校只有我一个人考上央美。同学们都说,因为我做了很多机器人,立体空间思维很好。”

城门机甲展出照片。受访者供图

重度手办玩家

考上大学后,孙世前发现小时候喜欢的机器人依然有,只是仍旧买不起。

他甚至还记得自己当时在西单看到一款MP01擎天柱的情形。“我记得特别清楚,那是2003年,当时那个擎天柱要920元。这相当于我大半个学期的生活费,我也没法跟家里要这个钱,于是就开始想办法自己去讲课挣钱。其实也是它促使我踏入了社会。”

孙世前工作室一角。中新网记者 宋宇晟 摄

这期间,孙世前开始用挣来的钱自己买机器人手办。时至今日,孙世前仍在工作室里摆着满墙的机器人手办、玩具。他说自己没具体算过,“大概收了有一万多个”。

这些各式各样的机器人形象伴随他从童年一路走来。

“也有人问我,这些手办升值没有?会不会卖?它们占用了我大量的精力,但也给了我很多快乐,我不会卖它们。如果真的卖了,就相当于把我的青春卖了一部分。”

“让世界看到中国的机器人艺术”

靠着这种热情,孙世前和他的工作室几年来打造许多机器人形象。

除了最近展出的城门机甲,他还以十二生肖为题材做成可变形的机器人,这几年间陆续完成了六台“生肖金刚”实体机甲。它们有的会走,有的可以由真人坐在驾驶舱内操控……

几天前,这些生肖机甲还亮相2019中国科幻大会现场。

2019中国科幻大会上展出的孙世前制作的“生肖金刚”作品。中新网记者 宋宇晟 摄

随着不断推出新作,孙世前与他的机器人艺术也被更多人认可。他本人甚至被网友戏称为“中国机甲教父”。

孙世前给记者算了一笔账:“从2014年到现在,我们自己研发的作品投入已经超过千万了,差不多是工作室这五年的大部分收入,在北京大概是一套房的价格。但对我而言,这些作品远比房子重要得多。”

但他仍未满足:“我们想做不仅仅是十二生肖机甲,也不只是建筑机甲,对应的故事我们其实已经写了五年了。”

他告诉记者,之前去国外,总感觉中国机器人领域是一个相对空白的状态。“我想用这些作品告诉大家,中国也有自己的机器人艺术。同时,我们也把中国传统文化赋予机器人、机甲这种当代艺术载体之中,展示给世界。”

孙世前指了指自己工作室的slogan,就是这句话:“让世界看到中国的机器人艺术”。(完)