全球最小自主机器人诞生,一粒盐大小的奇迹与大胆设想
全球最小自主机器人诞生,体积小到几乎比一粒盐还小,尽管如此,它却有着无限潜力,研究者们表示,这是一个大胆的想法,未来这种微型机器人将在医疗、精密制造等领域发挥巨大作用,它们的尺寸和灵活性使得它们能够在微观世界中执行任务,为我们的生活带来革命性的改变。
1月6日消息,近日,宾夕法尼亚大学与密歇根大学联合研究团队宣布,成功研发出一款尺寸比一粒盐还小的全可编程自主机器人。
这款微型机器人不仅刷新了同类型机器人的最小尺寸纪录,更凭借单颗约一美分的超低制造成本,展现出巨大的量产与应用潜力,未来可广泛服务于医疗、微制造等多个领域。
此次研发工作由两所高校分工协作、各展所长。其中,宾州大学工程学院承担微型机器人的物理结构与功能设计工作,密歇根大学团队则凭借打造过全球最小计算机的技术积累,为这款机器人赋予了实现自主运作的 大脑。
从尺寸数据来看,这款微型机器人的单颗体积仅为 200×300×50 微米,与许多微生物的尺度相当。也正因为体型微小,它面临的物理挑战与常规机器人截然不同。
针对微小尺度下的阻力与黏滞效应,研究团队摒弃了传统机器人依赖肢体等活动零件的移动方式,设计出一套全新的无零件推进系统。
该系统的核心原理是通过机器人自身产生电场,推动周围溶液中的离子运动,进而带动机器人游动;研究人员还可通过调整离子电场,实现机器人复杂轨迹或多机协同的移动效果。没有活动零件的设计,也让这款机器人具备了极高的耐用性,即便遭遇夹取等外力影响,也不会轻易受损。
能源供应是微型机器人研发的另一大难题。研究团队最终选择以太阳能电池为供能载体,这块电池占据了机器人本体的相当一部分体积。尽管团队已最大化挖掘太阳能利用效率,但电池输出功率仅为75奈瓦,这也凸显出提升能源效率将是后续研发的关键方向。
在 大脑 控制系统方面,这款机器人搭载了高效率处理器、内存与传感器,其指令输入完全依靠光脉冲实现,而供能的太阳能板也因此实现 一板两用,兼顾能源转化与信号接收。至于数据回传环节,研究团队另辟蹊径,让机器人模仿蜜蜂的 摇摆舞 动作,借助推进系统的运动姿态来传递信息。
值得一提的是,这款微型机器人支持批量部署作业,一次投放数百颗即可协同执行任务;依托太阳能供电与高效率设计,其自主运作寿命可达数个月。
研究人员强调,这款全可编程自主机器人的低成本特性,为大规模量产奠定了坚实基础,未来有望在更多微观场景中发挥作用。


