賓夕法尼亞大學與密歇根大學的研究人員近日合作開發(fā)出史上最小、全可編程的自主機器人，這些微型機器僅相當于毫米寬度的十分之一，能思考、游泳并存活數(shù)月。

這些機器人尺寸約為200微米×300微米×50微米，比一粒鹽還小，制造成本僅約一分錢。盡管體積微小，它們無需外部連接、磁場或控制器，即可移動、感知、計算并響應環(huán)境。賓夕法尼亞大學電氣與系統(tǒng)工程助理教授馬克·米斯金表示，此類機器人比現(xiàn)有微型機器人小一萬倍，為可編程機器人開辟全新尺度。

研究團隊在《科學機器人學》和《美國國家科學院院刊》上發(fā)表成果，設想其應用于單細胞健康追蹤或微觀機器組裝。由于機器人尺寸與微生物相當，它們未來可穿梭于組織環(huán)境或傳統(tǒng)機器人難以觸及的微觀生產(chǎn)線。

在亞毫米尺度下，重力和慣性讓位于表面張力、阻力與粘性等力，傳統(tǒng)機械肢體易失效。團隊創(chuàng)新推進系統(tǒng)，通過誘導電場操控周圍液體中的離子，推動水分子實現(xiàn)前進，宛如機器人身處“移動河流”中自行驅(qū)動。

機器人可沿復雜軌跡行進，速度達每秒一個身長，并如魚群般協(xié)調(diào)行動。一盞簡單LED燈提供能量，無活動部件設計確保機械堅固，可反復轉(zhuǎn)移樣本而不損壞，且運行數(shù)月。

為實現(xiàn)自主性，研究人員整合密歇根大學戴維·布勞團隊的超小型計算機技術，該計算機曾在DARPA會議上被視為互補。太陽能板僅產(chǎn)75納瓦電能——比智能手表少逾十萬倍——電路卻能在極低電壓下運行，處理器、內(nèi)存、傳感器與電機全集成于數(shù)百微米結構中，能精確至三分之一攝氏度的溫度感知，并追蹤熱梯度報告實時數(shù)據(jù)。

人類通過運動與機器人溝通：計算機將溫度等數(shù)據(jù)編碼為“舞蹈”抖動，顯微鏡下相機解碼，類似蜜蜂交流方式。光脈沖可個別供電與編程，支持機器人群中分工協(xié)作。

米斯金與布勞視此為起點，該平臺結合機械簡易、高效電子與可擴展制造，適用于需分布式微觀智能的領域，標志微觀機器人新時代開啟。