
宾州大学与密西根大学研究团队合作开发出“比一粒盐还小”的全可程序化自主机器人,号称是目前世界上同类型中尺寸最小的机器人。这些超小机器人可应用于医疗、微制造等多个领域。更令人兴奋的是,这些机器人的单颗制造成本仅约一美分。
在合作计划中,宾州大学工程学院(Penn Engineering)负责微型机器人的物理结构与功能设计,密西根大学团队则赋予“大脑”。参与合作的密西根大学实验室也打造过全球最小计算机。
宾州大学研究人员设计这些微型机器人的实体构造,每一颗尺寸约200 × 300 × 50微米,与许多微生物的尺度相当,因此面临的物理挑战也与一般机器人不同。

考虑到微小尺度下的阻力与黏滞效应,研究团队决定让机器人以“游动”方式前进。但为了维持极小尺寸,他们设计一套全新的推进系统,且不需要任何运动零件(例如肢体)来移动。
这些机器人会产生电场,借此推动周围溶液中的离子,进而达到游动效果。通过调整离子电场,机器人能以复杂或协同的方式移动。由于完全没有活动零件,其耐用度也相当高,例如可以夹取而不会受损。

体型微小的另一个难题是能源供应。研究团队最终选择太阳能电池,这占机器人本体一大部分。虽然团队已经最大化的利用太阳能,但输出功率仅为75奈瓦,也突显出效率的关键性。
而在大脑部分,机器人搭配了高效率处理器、内存与传感器,研究团队通过光脉冲(pulses of light)完成,太阳能板因该板两用;数据回传部分则是利用机器人的推进系统,模仿蜜蜂的“摇摆舞”动作来传递资讯。
这些微型机器人可一次部署数百颗共同执行任务,凭借太阳能与高效率设计,自主运行寿命可达数个月。不过,研究人员仍表示,这些全可程序化的自主机器人能以极低成本进行量产,单颗成本仅一美分。
(首图来源:宾州大学)











