德國科研團隊在微型機器人領域取得突破性進展，成功開發出名為“smartlets”的智能微型機器人集群。這些邊長約1毫米的立方體機器人不僅能在水中自主運動，還能通過光信號實現群體通信與協同作業，為未來微型機器人技術開辟了全新方向。該成果已發表于《科學·機器人學》期刊，標志著分布式智能系統進入微觀尺度應用階段。

研究團隊從折紙藝術中汲取靈感，通過應力工程實現平面結構的自組裝。每個機器人主體由多層聚合物堆疊而成，包含光敏剛性層、水凝膠鉸鏈和犧牲層。當犧牲層被選擇性溶解后，預應力驅動平面結構卷曲成中空立方體，有機太陽能電池自動卷成直徑200微米的管狀結構，連接鉸鏈則精確折疊成90度角。這種三維結構使內外表面均得到充分利用：八條邊緣部署卷曲式太陽能電池，內部集成硅芯片、微型LED和光電探測器，外部預留對接接口。

能源系統設計堪稱精妙，微型有機太陽能電池在標準光照下可產生37.5微瓦功率，完全滿足系統16-33微瓦的功耗需求。核心處理器采用180納米工藝制造的CMOS芯片，睡眠模式功耗僅0.16微瓦，活躍模式也不超過6.3微瓦。氣泡發生器通過電解水產生氫氧氣泡調節浮力，使機器人能像潛水艇般自由升降。實驗顯示，單個機器人可通過調節氣泡產生速率精確控制運動軌跡，整個過程無需外部控制線纜。

群體通信機制借鑒摩爾斯電碼原理，每個機器人配備不同顏色的微型LED發射器和光電二極管接收器。在4毫米通信范圍內，它們能以1-1000赫茲頻率傳輸數據，通過獨特身份識別碼實現個體尋址。測試中，以200赫茲頻率發送的指令僅被預設機器人接收執行，其他個體保持靜止。這種精確控制能力為構建復雜集群系統奠定基礎，未來可實現任務分工與協同作業。

自組裝技術突破體現在表面張力驅動的對接機制。研究人員在立方體外表面設計親水-疏水圖案，當兩個機器人相遇時，互補圖案會在表面張力作用下自動吸引對接。通過精心設計圖案組合，多個機器人已成功拼出T、U、C等字母形狀。這種模塊化設計使不同功能單元可按需組合，例如傳感器單元與計算單元對接后，即可形成環境監測系統。

制造工藝融合微納加工技術，整個流程包含60余個精密步驟。芯片連接采用創新的固液互擴散焊接技術，在10微米銅層和5微米錫層真空回流形成穩定焊點，既降低接觸電阻又承受折疊應力。這種技術使140微米見方的硅芯片可靠集成到柔性系統中，為實現復雜電子功能提供可能。堿性溶液中的自折疊過程通過pH值精確控制，確保折疊速度與形態穩定性。

實際應用場景已展開探索，醫療領域可實現精準藥物遞送與微創診斷。這些生物相容性機器人能通過血管抵達病灶，根據化學信號自主釋放藥物或采集組織樣本。環境監測方面，分布式機器人網絡可實時檢測水質參數、污染物濃度和微生物活動，通過光信號傳遞數據形成完整環境圖譜。天然湖水測試證實，機器人能在真實環境中穩定工作，未來計劃集成化學能源拓展應用范圍。

研究團隊正開發化學與聲學傳感模塊，提升環境感知能力。優化后的微處理器將支持更復雜決策算法，使機器人具備基礎學習能力。長期目標指向“微型機器人生態學”研究，當不同功能機器人共存時，其相互作用網絡可能揭示生命系統組織原理。這種從個體智能到群體智慧的跨越，正在重新定義微型機器人的技術邊界與應用潛力。