研究人员打造全球最小的自主机器人

宾夕法尼亚大学与密歇根大学的研究人员近日合作开发出史上最小、全可编程的自主机器人，这些微型机器仅相当于毫米宽度的十分之一，能思考、游泳并存活数月。

这些机器人尺寸约为200微米×300微米×50微米，比一粒盐还小，制造成本仅约一分钱。尽管体积微小，它们无需外部连接、磁场或控制器，即可移动、感知、计算并响应环境。宾夕法尼亚大学电气与系统工程助理教授马克·米斯金表示，此类机器人比现有微型机器人小一万倍，为可编程机器人开辟全新尺度。

研究团队在《科学机器人学》和《美国国家科学院院刊》上发表成果，设想其应用于单细胞健康追踪或微观机器组装。由于机器人尺寸与微生物相当，它们未来可穿梭于组织环境或传统机器人难以触及的微观生产线。

在亚毫米尺度下，重力和惯性让位于表面张力、阻力与粘性等力，传统机械肢体易失效。团队创新推进系统，通过诱导电场操控周围液体中的离子，推动水分子实现前进，宛如机器人身处“移动河流”中自行驱动。

机器人可沿复杂轨迹行进，速度达每秒一个身长，并如鱼群般协调行动。一盏简单LED灯提供能量，无活动部件设计确保机械坚固，可反复转移样本而不损坏，且运行数月。

为实现自主性，研究人员整合密歇根大学戴维·布劳团队的超小型计算机技术，该计算机曾在DARPA会议上被视为互补。太阳能板仅产75纳瓦电能——比智能手表少逾十万倍——电路却能在极低电压下运行，处理器、内存、传感器与电机全集成于数百微米结构中，能精确至三分之一摄氏度的温度感知，并追踪热梯度报告实时数据。

人类通过运动与机器人沟通：计算机将温度等数据编码为“舞蹈”抖动，显微镜下相机解码，类似蜜蜂交流方式。光脉冲可个别供电与编程，支持机器人群中分工协作。

米斯金与布劳视此为起点，该平台结合机械简易、高效电子与可扩展制造，适用于需分布式微观智能的领域，标志微观机器人新时代开启。