致動(dòng)器研究出現(xiàn)突破 小于零點(diǎn)一毫米的機(jī)器人誕生

英國(guó)《自然》雜志26日發(fā)表了一項(xiàng)機(jī)器人最新成果:使機(jī)器人移動(dòng)的重要部件——致動(dòng)器研究出現(xiàn)突破，科學(xué)家由此創(chuàng)造了“專(zhuān)為行走而生”、數(shù)量超過(guò)100萬(wàn)個(gè)的微型四腳機(jī)器人大軍。這一成果得益于這類(lèi)與現(xiàn)有硅電子器件兼容的新型致動(dòng)器的發(fā)展，這也是迄今已知首批尺寸小于0.1毫米的機(jī)器人。

將電子器件微型化，以致最終生產(chǎn)細(xì)胞大小的機(jī)器人，一直是工程師們追求的目標(biāo)。微型機(jī)器人屬于典型的微機(jī)電系統(tǒng)，其發(fā)展依賴(lài)于微加工、微傳感、微驅(qū)動(dòng)和微結(jié)構(gòu)等方面。而致動(dòng)器的定義，是指通過(guò)電、光信號(hào)，直接或間接控制機(jī)械結(jié)構(gòu)，使之發(fā)生變形或移動(dòng)等。一直以來(lái)，由于缺乏合適的微米級(jí)致動(dòng)器系統(tǒng)，微型機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展受到限制。

鑒于此，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研究人員馬克·密斯金及其同事，此次研發(fā)了一類(lèi)新型電化學(xué)致動(dòng)器，克服了這一瓶頸。這些致動(dòng)器構(gòu)成了機(jī)器人的腿，使得機(jī)器人尺寸小于0.1毫米(約為人的頭發(fā)寬度)，當(dāng)受到激光刺激時(shí)，就會(huì)彎曲，產(chǎn)生行走動(dòng)作。

實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)在一塊4英寸的硅片上，制造了超過(guò)100萬(wàn)個(gè)行走機(jī)器人。這些機(jī)器人由板載硅太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這些是已知的第一個(gè)尺寸小于0.1毫米的機(jī)器人，其中板載電子裝置用于控制驅(qū)動(dòng)。它們很堅(jiān)固，能在高酸性環(huán)境和超過(guò)200開(kāi)爾文的溫度變化中生存下來(lái)，并且可以通過(guò)皮下針頭注射，為探索生物環(huán)境內(nèi)的應(yīng)用帶來(lái)了可能。

在該研究隨附的新聞與觀點(diǎn)文章中，美國(guó)麻省理工學(xué)院科學(xué)家邁克爾·斯塔諾表示，雖然這些機(jī)器人目前功能尚有限，譬如說(shuō)它們比其他游泳型機(jī)器人稍慢，也不能感知環(huán)境及缺乏綜合控制，但最有價(jià)值的是它們與現(xiàn)有硅技術(shù)的兼容，正是這一兼容性，讓其在不久的未來(lái)很快就能夠開(kāi)發(fā)更多實(shí)用性功能。

審核編輯 黃昊宇