科研領(lǐng)域迎來(lái)重大突破，美國(guó)兩所知名高校——賓夕法尼亞大學(xué)與密歇根大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)，成功打造出全球最小的全自主機(jī)器人。這款機(jī)器人尺寸僅200 x 300×50微米，與細(xì)菌大小相近，卻能在液體環(huán)境中自主完成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，且這一運(yùn)動(dòng)可通過(guò)編程進(jìn)行控制。

長(zhǎng)期以來(lái)，微型機(jī)器人領(lǐng)域存在一個(gè)困擾科研人員近40年的關(guān)鍵難題：制造尺寸小于1毫米、能夠獨(dú)立運(yùn)行且功能完備的機(jī)器人。由于技術(shù)難度極高，該領(lǐng)域的發(fā)展一直較為遲緩。在宏觀世界中，重力和慣性是主導(dǎo)力，但在微觀尺度下，流體阻力和粘滯力取而代之，這使得傳統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式難以施展。

為攻克這一難題，科研團(tuán)隊(duì)大膽創(chuàng)新，摒棄了傳統(tǒng)的活動(dòng)部件設(shè)計(jì)。他們通過(guò)產(chǎn)生電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)周圍的離子，借助水流產(chǎn)生的反作用力推動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)。這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)不僅讓機(jī)器人結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固，還顯著延長(zhǎng)了其使用壽命。而且，該機(jī)器人無(wú)需外部磁控設(shè)備或線纜牽引，僅依靠一束LED光就能持續(xù)運(yùn)行數(shù)月之久。

在能耗方面，團(tuán)隊(duì)取得了令人矚目的成果。他們?cè)跇O低的功耗條件下，成功集成了處理器、內(nèi)存和傳感器，賦予機(jī)器人感知、決策和行動(dòng)的能力。這款機(jī)器人能夠精準(zhǔn)感知局部溫度變化，精度可達(dá)1/3攝氏度。它還能通過(guò)編碼特定的動(dòng)作模式與環(huán)境進(jìn)行交互，形成自主閉環(huán)系統(tǒng)。值得一提的是，每顆機(jī)器人的制造成本僅約一美分。

作為首款集處理器、內(nèi)存、傳感器和制動(dòng)器于一身的亞毫米級(jí)全自主機(jī)器人，它的應(yīng)用前景十分廣闊。憑借其細(xì)胞級(jí)的微小尺寸，這些機(jī)器人有望進(jìn)入人體內(nèi)部，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞的健康狀況，甚至實(shí)現(xiàn)靶向藥物遞送，為醫(yī)療領(lǐng)域帶來(lái)新的變革。

通過(guò)對(duì)這些機(jī)器人進(jìn)行編程控制，它們可以像團(tuán)隊(duì)協(xié)作一樣，在微觀尺度上完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的組裝工作。這一特性為微機(jī)電系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)辟了新的可能性，有望推動(dòng)這些領(lǐng)域取得新的進(jìn)展。