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标准仅为200×300×50微米,比一粒盐还小,能独立感知并呼应环境,可接连运转数月,本钱仅需约1美分。该效果发表于《科学·学》和《美国国家科学院院刊》,标志着在亚毫米标准上初次完成了无需外部操控的全自主编程机器人。
曩昔几十年,电子设备继续微型化,但机器人的小型化进程却长时间滞后。团队表明,制作标准小于1毫米、可以独立运转的机器人极端杂乱,该范畴这一难题已存在约40年。在宏观世界中主导运动的力,如重力与惯性,高度依赖于物体的体积。但是,当物体缩小到细胞标准时,与表面积相关的力,如流体阻力和粘滞力,将成为首要影响要素。假如人类能缩小进入微观世界,那推开一滴水就像推开黏稠的沥青。因而,团队必从头规划一套推进体系,以习惯微观标准下天壤之别的物理环境,而不是与之对立。
此次新研制的微型机器人由光驱动,搭载微型计算机,经过编程履行杂乱运动,并能感知部分温度以调整举动途径。团队克服了微观标准下流体阻力主导运动的物理应战,摒弃了传统的机械运动办法,转而经过发生电场驱动周围离子,然后推进水流完成移动。这种办法使机器人无需活动部件,结构巩固且寿命长。
为完成真实自主,团队使用微型计算机技能,在极低的功耗下为机器人集成了处理器、内存和传感器。机器人能感知1/3摄氏度内的气温改变,并经过编码特定动作形式对外传递信息,完成了感知、决议计划与举动的完好闭环。
团队指出,该效果为微观机器人技能拓荒了新方向,未来可在此基础上叠加更多功用,在细胞健康监测、微纳操作等范畴具有使用潜力。