科学家研究出小于0.1mm的机器人

发布时间：2020-08-28 发布者：亚时财经

微型机器人的优势就在于其体积小，能完成一些人力难以达成的任务。无论是在电子元件中工作还是医疗方面协助，其作用不可计量。而在微型机器人领域，其体积越小，难度越大，也越具有突破性。

（图源：康奈尔大学）

在最新一期的《Nature》杂志中，宾夕法尼亚大学电子与系统工程系助理教授Marc Miskin等人研究出一种电化学驱动设备，该设备能够推动激光控制的微型机器人通过液体，并且可以很容易地与微电子组件集成，以构建完全自主的微型机器人。

这款机器人尺寸小于0.1mm（约为人头发宽度），可通过激光控制其腿部行走。它大约有5微米厚(1微米是一米的百万分之一)、40微米宽、40到70微米长，可由标准光刻工艺制造而成，并能够进行大规模生产，一个4英寸的硅片可同时制造约100万个这种机器人。

本研究的第一作者、康奈尔大学纳米科学Kavli研究所Miskin表示，“控制一个微型机器人就如同控制一个缩小版的你，它们可以带我们进入各种各样的微型世界。”

据悉，每个机器人都由一个硅光电板制成的简单电路组成，其基本功能类似于躯干和大脑，还有四个电化学驱动器构成了机器人的腿。研究人员以不同光伏闪烁激光脉冲来控制这些机器人移动。当操作者将激光照射在不同的太阳能片上，机器人就会交替弯曲前腿和后腿，以推进机器人移动。

据机器之心报道，这款机器人的关键改进在于推进机制的效率。另外一点改进是这款微型机器人使用的致动器具备与微电子电路集成的巨大潜力。这一点很重要，因为未来的应用不仅要求微型机器人在需要的时候进行游泳的动作，而且还要借助机载传感器和逻辑电路的输入来执行更高级的指令。

另外，这款微型机器人采用了一种新颖的设计理念。研究者没有为静态粒子添加推进机制（propulsion mechanism），而是将原型机器人微型化，最终设计出一款具有电子控制机械腿的行走机器人。

值得一提的是，这类微型机器人能够被移液器和注射器安全吸入，并像化学物质一样通过皮下针头注射。由于它们体型微小，因而可以通过最小型号的皮下注射针头，并且在注射后也可维持机械功能。这样一个微型机器人为探索生物内环境带来了可能。

不过这些机器人也有局限性。这些机器人的主要缺点在于必须始终与它们的能力和信息源连接在一起。它们功能仍有限，不能自动行走，移动速度比大多数游泳机器人慢，且不能感知环境，缺乏磁引导微型机器人的控制。

不过，这些微型机器人仍然具有巨大潜力，它们能与标准的CMOS处理兼容。研究人员目前正在探索使用更复杂的电子装置和计算方法来改进机器人。据钛媒体报道，未来这种微型机器人不仅能在液体中移动，还可以使用车载传感器和逻辑电路输入更高级的指令，执行更加复杂的操作。

责任编辑：Carrick

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