迄今最小全自主微型机器人问世

美国宾夕法尼亚大学与密歇根大学的研究团队近日宣布，成功研发出迄今最小的全自主运行机器人，其体积仅为200×300×50微米，尺寸接近细菌，在液体环境中可经编程实现复杂自主运动。

该成果突破了微型机器人领域长达约四十年的技术瓶颈。长期以来，制造尺寸小于1毫米、具备完整功能且能独立运作的微型机器人因技术挑战巨大而进展有限。在微观尺度下，宏观世界中起主导作用的重力与惯性效应显著减弱，流体阻力和粘滞力成为主要影响因素，传统机械驱动方式难以适用。

为应对这一难题，研究团队摒弃了传统的活动部件设计，转而采用电场驱动原理。通过在周围液体中激发离子运动，利用反向水流推动力实现自主推进。这种结构不仅提升了机器人的稳定性和耐用性，还使其摆脱对外部磁控装置或连接线缆的依赖，仅需一束LED光源即可持续运行数月之久。

尤为关键的是，研究人员在极低功耗条件下集成了处理器、存储单元与传感模块，赋予机器人感知环境、处理信息并作出反应的能力。设备能够检测局部温度变化，分辨精度可达三分之一摄氏度，并根据预设程序执行特定动作，实现感知—决策—执行的闭环控制。每台微型机器人的制造成本约为一美分，具备大规模应用的经济可行性。

作为首个将计算单元、记忆功能、传感系统与驱动机制集成于一体的亚毫米级全自主机器人，其潜在应用范围广泛。凭借与细胞相当的尺寸，未来有望进入人体内部，用于实时监测细胞状态，甚至参与靶向药物输送。此外，通过编程调控，多个机器人可协同完成微观组装任务，为微机电系统及生物医学工程等领域开辟新的技术路径。