密歇根大学与宾夕法尼亚大学的研究人员近日公布一款微型可编程自主机器人。研究团队表示,该装置尺寸约为200×300×50微米,小于一粒盐,面向医疗等应用场景,目标包括监测单个细胞的健康状况,并用于构建“微尺度设备”。
研究人员介绍,这些微型机器人能够在环境中自主感知并导航,其温度检测精度可达三分之一摄氏度。团队称,机器人对温度变化的敏感性使其能够朝温度更高的区域移动,并通过热量变化对细胞层面的健康状况进行监测;相关温度变化信息可通过一种类似蜜蜂“摇摆舞”的方式进行传达。
在续航与成本方面,团队表示该机器人可连续工作数月,单个成本约为1美分。宾夕法尼亚大学电气与系统工程助理教授Marc Miskin在新闻稿中称,团队制造了“尺寸小了1万倍的自主机器人”,并表示这将可编程机器人带入新的尺度。
针对微型装置在水中运动面临的阻力与黏性问题,研究团队并未选择直接对抗阻力,而是开发了通过推动周围水体实现运动的推进方式。其原理为:机器人产生电场,驱动液体中的离子运动,进而带动附近水分子,从而产生推动机器人移动的力。

团队称,通过调节电场参数,机器人可实现更复杂的运动模式或进行群体协作,表现类似鱼群,最高速度可达每秒一个身体长度。
在供电与编程方式上,研究人员表示,机器人通过光脉冲实现供电与编程,并为每个机器人配置唯一标识符,以支持个性化编程。这一设计使机器人群体能够分工协作,由不同单元执行不同任务。
研究人员还表示,该工作首次在亚毫米级机器人上实现了完整计算系统的配置,包括处理器、存储器和传感器。团队称,后续版本的微型机器人可能具备更复杂的程序存储能力、更快的移动速度、集成更多传感器,或可在更苛刻环境中运行。Miskin在新闻稿中表示,这项工作“只是第一章”,团队已证明可将“大脑、传感器和马达”集成到几乎不可见的微小物体中并持续运行数月。
