Liquid metal morphing makes shapes for robotics / La modifica del metallo liquido rende possibile creare delle forme per la robotica
A method for forcing blobs of liquid metal to form programmable shapes could have startling applications
Researchers from Sussex and Swansea Universities have invented a method for morphing a liquid metal into two-dimensional shapes that can be changed seamlessly. While some way off from the morphing liquid metal robot that terrified audiences in the film Terminator 2, the technique could be useful in reconfigurable electronics, in displays and in soft robotics, the team said.
The researchers, led by Yutaka Kotuda at Swansea’s Future Interaction Technologies laboratory and Prof Sriram Subramanian of Sussex’s INTERACT laboratory, are working with an alloy of indium and gallium known as EGaIn that is a liquid at room temperature and whose surface tension is very sensitive to external electric voltages. Placing a blob of liquid metal onto a 7×7 array of graphite electrodes, they manipulated the pattern of electric charge across the array to affect the tension across the surface of the blob, pulling it around so that it formed letters and a heart shape. They discussed their research at this week’s Association for Computing Machinery (ACM) International Conference on Interactive Surfaces and Spaces in Brighton, and it has been published in the proceedings of the conference.
The array was under the control of a prototype graphical user interface, allowing the shape of the metal to be changed dynamically. “One of the long-term visions of us and many other researchers is to change the physical shape, appearance and functionality of any object through digital control to create intelligent, dexterous and useful objects,” Subramanian commented.
The research represents the first use of a liquid metal for such controllable deformations, the team said, with previous attempts using fabrics, rubber, gels, shape-memory alloys or systems such as magnetically-levitated polystyrene balls. Liquids, and in particular liquid metals, offer advantages because of their electrical conductivity and the possibility of liquid-to-solid phase change and control of stiffness and density.
“While this work is in its early stages, the compelling evidence of detailed 2D control of liquid metals excites us to explore more potential applications in computer graphics, smart electronics, soft robotics and flexible displays,” said Kotuda.
There are still limitations to the technique, in particular preventing the droplet of liquid metal from splitting. However, the researchers believe this technique might have short-term applications in making electric circuits that can be redesigned on the fly, using the metal as a programmable condutive ink.
ITALIANO
Un metodo per forzare gocce di metallo liquido per formare forme programmabili potrebbe avere applicazioni sorprendenti
I ricercatori delle università di Sussex e Swansea hanno inventato un metodo per riuscire a dare una forma a un metallo liquido in forme bidimensionali che possono essere cambiate senza soluzione di continuità. Mentre in qualche modo lontano non è confrontabile con il robot che cambia forma di metallo liquido che ha terrorizzato il pubblico nel film Terminator 2, la tecnica potrebbe essere utile in elettronica riconfigurabile, nei display e nella robotica morbida, ha detto il gruppo.
I ricercatori, guidati da Yutaka Kotuda al laboratorio di Future Interaction Technologies di Swansea e dal Prof Sriram Subramanian del laboratorio INTERACT di Sussex, stanno lavorando con una lega di indio e gallio conosciuto come EGaIn che è un liquido a temperatura ambiente e la cui tensione superficiale è molto sensibile all'esterno con tensioni elettriche. Posizionando un blocco di metallo liquido su una matrice di elettrodi di grafite 7 × 7, hanno manipolato il modello di carica elettrica attraverso la matrice per influenzare la tensione attraverso la superficie della goccia, tirandola in modo che formasse lettere e forma di cuore. Discutevano la loro ricerca nella conferenza internazionale di ACM per le superfici e spazi interattivi di Brighton di questa settimana, ed è stata pubblicata nei lavori della conferenza.
La matrice era sotto il controllo di un'interfaccia utente grafica prototipale, che consente di modificare dinamicamente la forma del metallo. "Una delle visioni a lungo termine di noi e di molti altri ricercatori è cambiare la forma fisica, l'aspetto e la funzionalità di qualsiasi oggetto attraverso il controllo digitale per creare oggetti intelligenti e utili", commenta Subramanian.
La ricerca rappresenta il primo utilizzo di un metallo liquido per tali deformazioni controllabili, ha detto il gruppo, con i tentativi precedenti utilizzando tessuti, gomme, gel, leghe di forma-memoria o sistemi come palle di polistirene magneticamente levitate. I liquidi, e in particolare i metalli liquidi, offrono vantaggi a causa della loro conducibilità elettrica e della possibilità di cambiamenti di fase liquidi e solidi e di controllo della rigidità e della densità.
"Mentre questo lavoro è nelle sue fasi iniziali, la prova convincente di un controllo dettagliato 2D di metalli liquidi ci esaltano per esplorare più potenziali applicazioni in grafica computerizzata, elettronica intelligente, robotica morbida e display flessibili", ha dichiarato Kotuda.
Ci sono ancora limitazioni alla tecnica, in particolare impedendo che la gocciolina del metallo liquido venga spaccata. Tuttavia, i ricercatori ritengono che questa tecnica potrebbe avere applicazioni a breve termine per la realizzazione di circuiti elettrici che possono essere riprogettati in tempo reale, utilizzando il metallo come un inchiostro conduttivo programmabile.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/liquid-metal-morphing-makes-shapes-robotics/?cmpid=tenews_4132232&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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