可編程的水滴,麻省理工讓液態不死機器人離我們又近了一步!


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來自麻省理工學院媒體實驗室的有形媒體小組(Tangible MediaGroup)發明:「可編程水滴」(Programmable Droplets)。

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這背後的控制者是程序,而水滴會像士兵一樣精準的執行程序命令,例如像賽車一樣漂移繞圈:

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保持相同的軌跡高速追逐:

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更能夠齊心協力,通過改變自身的形態,將花瓣摺疊起來。

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雖然遠遠達不到電影的程度,但看起來依然魔幻。水滴彷彿擁有了智慧,可以在「棋盤」上靈活滑動、吞噬、按照人類意願行動。

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看到這裡你一定會好奇,人類到底是如何征服水滴的?其實答案就在棋盤上,

這是一套以電潤溼技術為核心製作的「水滴操控器」。

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動起之後的水珠,就像是擁有了生命,正在呼吸。

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而麻省理工團隊的研究,就是改良固體表面,使其能夠更好的通過電壓來控制水滴流動。一張薄薄的的面板,其實有著多層的結構:

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這塊「棋盤」的原始材料是一塊鋪滿銅線的電路板,為了能夠讓水滴在這上面暢行無阻,同時防止水滴殘留在電路板表面,研究團隊在表層加設了一層疏水材料。

這些疏水材料被製作成大小隻有一微米高的微小球體,當水滴移動時,其實是在疏水材料製成的球體上滑動。

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而水滴之所以能快速移動,秘密在於電路板下方的電極。

水滴受到疏水材料的影響,在電路板會呈現球形的狀態,如同針尖上的氣球。每當下方的電極打開,就會有電壓改變接觸角,吸動水滴,讓其邊緣拉伸變平,就像是拽了水滴一下。之後這個電極逐漸關閉,而旁邊的電極逐漸打開,一路連續開關連續拉拽,這樣水滴就會一直向著打開電極的方向滾動。這種感覺,就像是一顆鐵球一直被一塊磁鐵吸著跑一樣。

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驅動不同的液滴需要相應的電壓,摻雜了墨水的液滴就需要高電壓,大約95到200伏之間,輸入編程代碼指令之後,液滴就會像機器人一樣執行命令。

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看完這些,相信你初步瞭解瞭如何控制水珠,那麼問題又來了,控制它們到底能幹些什麼?研發團隊希望這套設備能夠引起一場關於「微流體技術」的實驗革命,讓未來關於液體的實驗更加簡單便捷。

傳統的微流體系統需要利用管道、閥門和泵來控制溶液也就是水滴的流動,每次相關實驗多會用到成堆的實驗器材,消耗實驗成本的同時,也產生了大量的垃圾。

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麻省理工的研究團隊統計,在美國進行一次簡單的血液融合測試,成本就要花費1500美元。

同時更糟糕的是浪費時間,實驗室裡的生物學家將花費他們30%到50%的時間進行簡單到浪費生命的工作:移動液體。

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所以這一切為什麼不交給液體們自己去做呢?在這套「可編程水滴系統」中,只需要統一的編程,兩種液體就能夠迅速的配對:

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然後融合,甚至進行顫抖攪拌,高效而又精準,甚至還有些觀賞性。

研發團隊稱,在該思路下,他們可以編排出成百上千個水滴的運動,未來的液體實驗會如同一場盛大的舞會,用簡單高效代替以往復雜耗時的操作。

除了科學實驗,研發團隊還開了不少生活向的腦洞,例如藝術家用水滴來調色繪畫:

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手機拍照直接從實物中取色,然後程序會讓顏料自動調配,省去了手動操作產生的誤差:

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而且這東西甚至能夠玩出一些簡單的遊戲效果,把經典遊戲「吃豆人」變成「吃水豆人」。水豆之間的融合性與可分性讓它們具備了扮演怪物與主角的能力,吞噬效果還挺有代入感。

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而最騷氣的是,現在你甚至可以控制玻璃上的水汽。只需在手機上進行留言:

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水珠就會在家中的鏡子上根據你的內容,遠程繪製出圖案。

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嗯…大家覺得這個腦洞大開的可編程水滴,還可以做些什麼呢?


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