黑科技/APP/遊戲,「狂丸」可能是你見過最好玩的 今日頭條號
《終結者2》中的液態金屬機器人是狂丸的童年陰影之一,它的身體由無數金屬液滴構成,同時又都擁有獨立程序,無論機器人被損壞到何種程度,都能根據指令相互融合修復,如同不死之身一般。
這雖然是科幻電影中的技術,不過麻省理工學院卻已經邁出了一小步:「可編程水滴」。簡單的說,就是把水滴射出後,它會自己動了。
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:
保持相同的軌跡高速追逐:
更能夠齊心協力,通過改變自身的形態,將花瓣摺疊起來。
相互撞擊後也不會產生濺射,反而能成功合體。
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。
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」。
想要了解具體操作,先來了解一下什麼是電溼潤。首先你要知道,當液體、固體、氣體,三體合一的時候,會產生一個角度,我們通常叫它「接觸角」。這個角度是一條切線在液體方向與固體之間形成的夾角。
我們判斷是否溼潤的時候,一般都會看看這個「接觸角」的大小。越小表明越溼潤,代表固體越親水。相反,角度越大也就越疏水。
而電溼潤就是調節這個接觸角的手段,通過電壓來改變接觸角大小,使液滴發生形變、位移。電壓越大,接觸角越小,也就是說,電壓會向下「吸」水滴,讓它動起來。
動起之後的水珠,就像是擁有了生命,正在呼吸。
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:
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。
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。
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。
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。簡單的說,讓人可以變得更懶。
(從1997年到2017年,微流體技術設備的濃縮)
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。
隨著生物實驗需要控制的液體越來越小,所需要的相關設備也就越來越複雜精妙,換言之,實驗成本也會越來越高。
根據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。
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:
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:
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:
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。
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:
水珠就會在家中的鏡子上根據你的內容,遠程繪製出圖案。
同理可以推斷出,未來洗車、擦玻璃、擦黑板、洗臉、甚至電子寵物都能做到精準操控。或許在不久的未來,人人都能如同魔法師一般掌控水之力量了。
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