《自然》刊发微型机器人新突破：细如发丝，兼容硅电子器件

将电子器件微型化以生产细胞大小的机器人一直是人们追求的目标，但由于缺乏合适的微米级致动器系统，该技术一直受到限制。

北京时间8月26日23时，学术期刊《自然》发表的一项研究介绍了一款新型致动器，它可以与现有硅电子器件兼容，制成已知的第一个尺寸小于0.1毫米（约为人的头发宽度）的微型机器人。

行走微型机器人。马克米斯金等人提出了可在超低电流下运动的制动器装置。

这项研究题为“Electronically integrated, mass-manufactured, microscopic robots”，由美国康奈尔大学和宾夕法尼亚大学的研究人员合作完成。

研究第一作者、美国宾夕法尼亚大学电气与系统工程系助理教授马克米斯金（Marc Miskin）对澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者表示，他们在设计这款新型制动器时有两个主要目标：能够弯曲成微小尺寸而不会断裂、可以由硅电子标准信号进行控制。

米斯金介绍，新型制动器由一层铂制成，只有十几个原子的厚度。当把铂放在水中，再施加电压时，水中的原子会附着在铂上或者从铂上移除，由此产生驱动力。他表示，该过程所需的电压与CMOS器件（互补金属氧化物半导体）几乎完全相同，“因此这项新的制动器技术完全符合制造微型电子控制机器人的需要”。

释放前的微型机器人

在转圈的微型机器人。通过改变刚性面板的样式可以改变机器人的运动。这里后退相对机器人身体略微旋转，另机器人绕圈行走。视频为8倍速。(00:16)

除了设计微型制动器外，米斯金和同事还开发了一个微型机器人原型，其中用到4个致动器作为机器人的腿。当受到激光刺激时，这些机器人就会弯曲，产生行走动作。操作者可以将激光照射到机器人的不同部位，来实现弯曲前腿或后腿的效果，从而推动机器人前进。

微型机器人大军的艺术呈现图

作者认为，这些是已知的第一个尺寸小于0.1毫米的机器人，其中板载电子装置用于控制驱动。他们在一块4英寸的硅片上制造了超过100万个行走机器人。这些机器人由板载硅太阳能电池驱动。

这些行走机器人能在高酸性环境和超过200开尔文（-73.15 摄氏度）的温度变化中生存，并且可以通过皮下针头注射，为探索生物环境内的应用带来了可能。

目前，这些机器人功能有限，它们比其他游泳机器人慢，不能感知环境，而且缺乏综合控制。但作者认为，它们与现有硅技术的兼容性应该能够开发更多的功能。

米斯金对澎湃新闻（www.thepaper.cn）表示，他们下一步将思考这款微型机器人需要什么样的电路以及如何使它们可编程。“好消息是半导体电子给了我们成熟的技术，我们正致力于把它们组织起来，以制造下一代微型机器人。”

（编辑：辽源站长网）

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