創新點：這個機器人可以「找到並抓住物體」並「擠過狹小空間」，哪個行業最需要？
本文３大重點：1.什麼是「屎萊姆」 2.「屎萊姆」機器人同時具備變形力和適應力 3.「屎萊姆」機器人的醫學之路雖遠，但希望無窮
未來，機器人的造型及功能都將超乎我們的想像，不但能幫我們做很多工作，而且還能夠讓我們在需要醫療時，免於受許多皮肉之苦。而這一切的希望，都放在一坨長得像「屎」的機器人身上….
1.什麼是「屎萊姆」
你心目中未來的機器人是長什麼樣子? 是電影《變形金剛》裡的鐵甲武士造型?還是《魔鬼終結者》裡面由阿諾史瓦辛格所扮演的人形機器人?如果你的想像只限於這些形狀，那你就落伍了!
不管是《變形金剛》還是《魔鬼終結者》，機器人的造型都脫不了「人」的模樣。所以它們有「人」的手腳，便可以用來代替「人」從事重複、繁重或是危險性質的工作。像是在工廠裡用機械手臂操作機器，或是在倉庫裡用機械腳運輸貨物的機器人。
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當然這類機器人不一定只能從事一些呆板繁重的工作，由美國麻省理工學院幫波士頓動力公司(Boston Dynamics)設計的一款會跳舞的機器人，便能夠隨著一些古老的搖滾音樂跳舞。該公司將機器人跳舞的模樣拍成一段賀歲影片發了出去，獲得了不少好評，或許不久後機器人便能具備流行藝人表演所需的條件。
(機器人跳舞)
除了人形機器人，如果你還記得1991年《魔鬼終結者2》裡的「液體」機器人，你是否會覺得這樣的機器人會比人形機器人更進步一些?在那部電影裡面是如此，因為它可以任意變換造型，把由阿諾史瓦辛格所扮演的人形機器人打得落花流水；在現實生活中這樣的機器人也已被創造出來，可以用來執行平常人所到不了的領域，例如進入人體修復器官，或是取出被小孩誤吞食的異物等。只不過它的樣子有點噁心，看起來粘糊糊的，於是便被暱稱為「粘液」機器人(Slime Robot)。
「粘液」機器人(圖片來源: The Guardian)
有人覺得「粘液」機器人看起來像排泄物，因此照它的英文發音[ slaɪm ]將它戲稱為「屎萊姆」機器人。但其實「屎萊姆」機器人只是看起來像一坨「屎」，它一點都不髒。它的主要成分和文具中的「膠水」差不多，它們都含有一種叫做「聚乙烯醇」(PVA) 的化學物質以及硼砂。「聚乙烯醇」是一種水溶性的塑膠，加上硼砂之後便會產生黏稠狀，因此看起來會粘糊糊的。
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「屎萊姆」(Slime)除了用在膠水之外，如果將它加上色彩鮮麗的顏料，絕對會像是「女大十八變」般的令人眼睛一亮。腦筋動得快的商人便拿來做成吸引小朋友的玩具。由於它的造型多變，可塑性很大，而且顏色很漂亮，因此很受小朋友歡迎。你可以在亞馬遜網站上面買到各式各樣的「屎萊姆」。但最近根據一項調查發現，在11 種流行的「屎萊姆」中，竟然有8種的硼砂含量都超過安全標準，可能會讓人生病，因此現在亞馬遜網站已經將可能會害人的8種「屎萊姆」下架了。
色彩鮮豔的「屎萊姆」(圖片來源:BBC)
2.「屎萊姆」機器人同時具備變形力和適應力
至於「屎萊姆」機器人就不用打扮得美美的了，因為它不是消費品，不需要吸引消費者的目光，一切以實用比較重要。它是由香港中文大學機械與自動化工程系的教授張麗(Li Zhang )和他的同事們所發明。他們在今年3月25日的《先進功能材料》雜誌 (Advanced Functional Materials)上發表了他們的研究。根據這份論文，「屎萊姆」機器人的學術名稱是「磁性微型軟體機器人」(Magnetic miniature soft-bodied robots)。它是在「屎萊姆」之外，加入了「釹」磁鐵顆粒。這種磁鐵的磁性很強，科學家可以通過外部的磁場控制，讓「屎萊姆」變成可以活動的機器人。
藉由將微小的磁性粒子混合到流體中，「屎萊姆」可以被磁場操縱。科學家可以用單個磁鐵引導「屎萊姆」通過狹窄的空間和通道，或是用兩個磁鐵固定和拉伸「屎萊姆」。如果你旋轉磁鐵，那麼「屎萊姆」的行為就會像章魚手臂一樣，輕鬆地包覆或抓住物體。由於它含有金屬成分，因此還可以導電，可用於纏繞電線並修復難以到達地方的電路。但「屎萊姆」機器人的真正希望是測試它在內科上的應用，它可以用來穿過胃腸道而不會造成損傷。
該團隊測試了「屎萊姆」機器人在各種情況下的功能，包括在人體胃的模型中尋找並包覆誤吞下去的電池，或是在抓住一根電線之後，移動並穿過微小的間隙。張麗告訴雜誌採訪的記者：「你可以先把它拉長到一個很大的程度，讓它看起來像是液體。然後，它可以像章魚的手臂一樣，把東西捲起來帶走。」
「屎萊姆」機器人可以包覆物質(圖片來源:BBC)
「屎萊姆」機器人可以連接中斷的線路(圖片來源:BBC)
同時具備「成功地找到並抓住物體」以及「可以擠過狹小空間」這兩種特性，是「屎萊姆」機器人最大的創新點，因為目前能夠同時做到這兩點的機器人並不多。現有由矽膠做成的「彈性體」機器人穩定性較好，但變形的能力有限，無法在高度受限的環境中導航；相形之下，由液態金屬做成的「流體」機器人雖然變形能力更強，但受到流體本身形狀不穩定的限制，因此對環境的適應能力較差。
「屎萊姆」機器人則同時具備了「彈性體」機器人的適應性和「流體」機器人顯著的變形能力，可以通過直徑 1.5 毫米的狹窄通道，並在復雜多變的環境中行進。它在被切割成碎片之後也可以自我修復。這項研究增強了這類「非固態」機器人在生物醫學、電子和其他領域的未來應用，包括抓取固體，運輸有害物品、人體運動監測以及電路切換和修復等。
(「屎萊姆」機器人的影片)
3.「屎萊姆」機器人的醫學之路雖遠，但希望無窮
若要將「屎萊姆」機器人應用在醫療環境中則還有很長的一段路要走。首先，磁性粘液，包括釹磁鐵顆粒，都是由有毒的化學物質製成，因此科學家必須在將粘液用於手術之前，確保它們不會洩漏到患者的體內。目前的作法是在磁性粘液周圍放置一層二氧化矽。二氧化矽是沙子的主要成分，它應該可以在粘液周圍形成一道安全屏障，但是這道屏障的有效性將取決於磁性粘液會留在人體內有多長的時間。時間愈長不確定性就愈高，因此未來還需要做更多的安全測試。
再者，英國里茲大學(University of Leeds)的機械工程學教授Pietro Valdastri對於將「屎萊姆」放入人體的作法表示：「這絕對是一種合理的方法，但如果你想控制體內的某些東西來完成某種特定的任務，你必須先知道 [機器人] 在哪里，以及它的表現如何。」因此在將「屎萊姆」機器人放入人體之前，科學家需要先想出一套追踪它的方法。
最終，科學家希望「屎萊姆」機器人能夠為微創手術、顯微操作和靶向藥物輸送等醫療程序提供理想的解決方案。如果能夠讓它在人體內安全地工作，則未來的醫療程序將更為容易，對病人和醫生來說都是一項莫大的福音。
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參考資料：
- Scientists have developed a magnetic slime robot!
- Researchers in Hong Kong create ‘soft robot’ made of magnetic slime
- Researchers in Hong Kong create ‘soft robot’ made of magnetic slime
- Reconfigurable Magnetic Slime Robot: Deformation, Adaptability, and Multifunction
- This robot made of magnetic slime is gross, but brilliant
