首個0.1毫米機器人問世！4英寸矽片可容納超百萬「行走機器人」

2020-09-05 科學網

作者：馮麗妃

微型機器人大軍的藝術呈現圖 圖片來源：Criss Hohmann

首個0.1毫米機器人已經問世。得益於與現有矽電子器件兼容的一類新型制動器（使機器人移動的部件）的發展，科學家創建了一個行走的微型四腳機器人「大軍」。相關成果8月26日在線發表於《自然》。

1959年，諾貝爾獎得主、理論物理學家理察·費曼首次提出微型醫用機器人的概念。將電子器件微型化以生產細胞大小的機器人一直是人們追求的目標，但由於缺乏合適的微米級致動器系統，該技術一直受到限制。

美國賓夕法尼亞大學的Marc Miskin及其同事展示了一類新型電化學致動器，克服了這個問題。這些致動器構成了機器人的腿，其尺寸小於0.1毫米（約為人的頭髮寬度），當受到雷射刺激時，就會彎曲，產生行走動作。作者在一塊4英寸的矽片上製造了超過100萬個行走機器人。

這些機器人由板載矽太陽能電池驅動。作者表示，它們是已知的第一個尺寸小於0.1毫米的機器人，其中板載電子裝置用於控制驅動。它們很堅固，能在高酸性環境和較大溫度變化中生存下來，並且可以通過皮下針頭注射，為探索生物環境內的應用帶來了可能。

不過，這些機器人目前功能有限，它們比其他遊泳機器人慢，不能感知環境，而且缺乏綜合控制。但作者認為，它們與現有矽技術的兼容性應該能夠開發更多的功能。

相關文章信息：DOI: 10.1038/s41586-020-2626-9

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    ，而四個電化學致動器構成了機器人的腿。此外，這款機器人是由標準光刻工藝製成，所以它們可以實現大規模並行生產，4 英寸的矽片上可以容納約 100 萬個機器人。行走中的機器人。該原型採用 4 個上述致動器作為機器人的腿。，讓它們能夠在液體中緩慢移動。四條腿連接到機器人中央機架上的多個光伏板（太陽能電池）。當操作者將雷射照射在不同的太陽能片上，機器人就會交替彎曲前腿和後腿，以推進機器人移動。十幾年來，研究人員一直在為液體中的微粒開發機載推進機制（propulsion mechanism）。
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