盖世汽车讯 据外媒报道，由英国布里斯托大学（University of Bristol）牵头、联合美国北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）完成的最新研究表明，借助微小液态金属液滴表面张力并施加较低电压，就能将软体机器人、可穿戴器件输出性能提升至原来的三倍以上，适用于药物递送、智能穿戴等领域，相关论文发表于期刊《Advanced Functional Materials》。

这一发现意义重大，因为在此之前，如果工程师希望设备产生更大的输出力或更大的运动幅度，通常只能通过增大设备体积、提高系统复杂性以及增加能耗来实现。

论文第一作者、布里斯托大学软体机器人实验室（Soft Robotics Lab）研究员Saba Firouznia表示：“在自然界中，肌肉依靠内部生物机制来放大力量和运动幅度。我们在工程系统中实现了类似的概念——只需一个非常微弱的电信号，就能显著提高设备产生的力量和运动幅度，而无需使用更大的电机、泵或增加额外的机械结构复杂性。”

图片来源：《Advanced Functional Materials》

这项基于带电液态金属液滴的技术被称为电毛细增强磁流体动力泵（Electrocapillary-enhanced Magnetohydrodynamic Pump，EMP）。它可应用于受昆虫、鱼类等生物启发设计的软体机器人系统，以产生更强的驱动力。

例如，康复患者使用的可穿戴辅助设备有望借助这一创新流体系统，实现更加轻量化、更柔软、更紧凑且佩戴更加舒适。与此同时，微型生物医学设备和芯片实验室（Lab-on-a-Chip）系统也能够在极小空间内更高效地输送液体，从而提升医学诊断设备和药物递送系统的性能。

研究结果显示，仅需0.5至2伏的低电压即可起到“放大器”的作用，在额外电荷消耗几乎可以忽略不计（仅增加0.083%）的情况下，使EMP的输出能力最高提升3.5倍。

Saba Firouznia解释道：“这种泵以一滴液态金属作为核心工作部件，液滴会持续改变自身形状，从而驱动液体流动。我们只是通过调控液态金属界面的物理特性，就提升了其性能，而无需增加任何机械结构上的复杂设计。”

在此前的研究中，研究团队已经证明了将这种能量转换技术集成到可穿戴设备中的可行性。他们开发出一款配备微型液态金属泵的腕表，该腕表可驱动一种流体皮肤（fluidic skin），用于提供紫外线防护。只需施加少量电荷，液态金属泵便能加快流体循环速度，并覆盖更大的面积，从而提高防护效果。

论文共同作者、布里斯托大学机器人学教授、软体机器人研究组负责人Jonathan Rossiter补充道：“该系统无需采用更大的电机、压缩机或电池，就能产生更高的压力和更大的流量。总体而言，这项研究提出了一种放大软体机器流体动力的新方法，为开发性能更强的软体机器人、可穿戴设备以及紧凑型生物医学技术开辟了新的方向。”