美国宾夕法尼亚大学和密歇根大学的科研团队研制出世界上最小的全自主机器人,可通过编程在液体中进行复杂运动。这些机器人尺寸仅为200×300×50微米,比一粒盐还小,能独立感知并响应环境,可连续运行数月,成本仅需约1美分。该成果发表于《科学·机器人学》和《美国国家科学院院刊》,标志着在亚毫米尺度上首次实现了无需外部控制的全自主编程机器人。
过去几十年,电子设备持续微型化,但机器人的小型化进程却长期滞后。团队表示,制造尺寸小于1毫米、能够独立运行的机器人极其复杂,该领域这一难题已存在约40年。在宏观世界中主导运动的力,如重力与惯性,高度依赖于物体的体积。然而,当物体缩小到细胞尺度时,与表面积相关的力,如流体阻力和粘滞力,将成为主要影响因素。如果人类能缩小进入微观世界,那推开一滴水就像推开黏稠的沥青。因此,团队必须重新设计一套推进系统,以适应微观尺度下截然不同的物理环境,而不是与之对抗。
此次新研发的微型机器人由光驱动,搭载微型计算机,通过编程执行复杂运动,并能感知局部温度以调整行动路径。团队克服了微观尺度下流体阻力主导运动的物理挑战,摒弃了传统的机械运动方式,转而通过产生电场驱动周围离子,从而推动水流实现移动。这种方法使机器人无需活动部件,结构坚固且寿命长。
为实现真正自主,团队利用微型计算机技术,在极低的功耗下为机器人集成了处理器、内存和传感器。机器人能感知1/3摄氏度内的温度变化,并通过编码特定动作模式对外传递信息,实现了感知、决策与行动的完整闭环。
团队指出,该成果为微观机器人技术开辟了新方向,未来可在此基础上叠加更多功能,在细胞健康监测、微纳操作等领域具有应用潜力。
12月16日,2023科技伦理高峰论坛在复旦大学成功举办。来自中国科协及海内外知名高校、科研机构的150多位专家学者汇聚一堂 大学校门要全面敞开吗?开放程度如何把握? 近日,北京大学李植副教授发表文章《从今天与保安比赛跑步说起——北京大学的门卫 科技日报北京12月19日电 (记者马爱平)19日,记者从中国农业科学院茶叶研究所获悉,该所茶叶质量与风险评估创新团队首创了 ·星河动力C及C+轮融资11亿元人民币,资金将用于智神星一号可重复使用液体运载火箭技术研发以及相关生产、试验和发 编者按 世界在变,变化中不断积蓄着突破的力量。局势纵横看似山重水复,历史规律昭示未来终将柳暗花明。2023年与我们挥 据江苏省扬州市职业大学网站消息,扬州市职业大学教学督导室2023年12月28日发布《2023-2024学年第一学期教师及学生座谈 。本文链接:最小全自主编程机器人研发成功http://www.sushuapos.com/show-11-29550-0.html
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