科研领域迎来重大突破,美国两所知名高校——宾夕法尼亚大学与密歇根大学的科研团队,成功打造出全球最小的全自主机器人。这款机器人尺寸仅200 x 300×50微米,与细菌大小相近,却能在液体环境中自主完成复杂运动,且这一运动可通过编程进行控制。
长期以来,微型机器人领域存在一个困扰科研人员近40年的关键难题:制造尺寸小于1毫米、能够独立运行且功能完备的机器人。由于技术难度极高,该领域的发展一直较为迟缓。在宏观世界中,重力和惯性是主导力,但在微观尺度下,流体阻力和粘滞力取而代之,这使得传统的机械运动方式难以施展。
为攻克这一难题,科研团队大胆创新,摒弃了传统的活动部件设计。他们通过产生电场来驱动周围的离子,借助水流产生的反作用力推动机器人前进。这种独特的设计不仅让机器人结构更加坚固,还显著延长了其使用寿命。而且,该机器人无需外部磁控设备或线缆牵引,仅依靠一束LED光就能持续运行数月之久。
在能耗方面,团队取得了令人瞩目的成果。他们在极低的功耗条件下,成功集成了处理器、内存和传感器,赋予机器人感知、决策和行动的能力。这款机器人能够精准感知局部温度变化,精度可达1/3摄氏度。它还能通过编码特定的动作模式与环境进行交互,形成自主闭环系统。值得一提的是,每颗机器人的制造成本仅约一美分。
作为首款集处理器、内存、传感器和制动器于一身的亚毫米级全自主机器人,它的应用前景十分广阔。凭借其细胞级的微小尺寸,这些机器人有望进入人体内部,实时监测细胞的健康状况,甚至实现靶向药物递送,为医疗领域带来新的变革。
通过对这些机器人进行编程控制,它们可以像团队协作一样,在微观尺度上完成复杂结构的组装工作。这一特性为微机电系统、生物医学等多个领域开辟了新的可能性,有望推动这些领域取得新的进展。











