世界上最小的自主机器人来了微米级智能革新

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2025-12-30 08:07:48 IT之家

纳米机器人曾是科幻作家和电子游戏中的遥远幻想，但近年来微型化技术的进步让这些场景逐步贴近现实。不久的将来，我们或许就能看到能在人体内部进行治疗或完成宏观尺度下难以实现任务的微型机器人。

世界上最小的自主机器人来了

宾夕法尼亚大学与密歇根大学的联合研究取得了一项突破，工程师们设计出了迄今为止最小的完全可编程自主机器人，其尺寸小到足以在生物细胞层面运作。每个机器人的体积约为 200×300×50 微米，比一粒盐还要小，生产成本仅需约 1 美分。尽管体型微小，这些设备却能在无需任何线缆、磁场或外部控制器的情况下，实现移动、感知、运算并对周围环境做出响应。这类自主机器人的体积比现有微型机器人小了一万倍，为可编程机器人开辟了一个全新的尺度领域。

世界上最小的自主机器人来了微米级智能革新

研究人员设想这类机器人的应用场景十分广泛，从追踪单细胞的健康状态，到协助制造微型设备都能发挥作用。由于这些机器人的尺寸与许多微生物处于同一量级，未来它们或许能在传统机器人难以触及的组织环境或微型生产线中自如活动。

世界上最小的自主机器人来了微米级智能革新

将机器人缩小至亚毫米级别会带来新的物理限制，在这个尺度下，惯性和重力的影响会让位于阻力、黏性等表面力。传统机械肢体在这种环境下极易损坏，或是无法产生有效运动，这就迫使研究团队重新思考微观尺度下的驱动方式。当机器人小到一定程度时，在水中行进就如同在焦油里穿行。该研究团队研发出了一种无需活动部件的新型驱动系统。每个机器人都能通过感应电场来操控周围液体中的离子，这些离子继而推动附近的水分子，从而有效带动机器人在流体中移动。借助这种方式，机器人能够沿着复杂轨迹行进，还能像鱼群一样协同行动，移动速度可达每秒约一个自身长度。由于不存在活动部件，这种设计的机械稳定性极强，研究人员可以反复将机器人在不同样本间转移，而不会对其造成损伤。仅需一个简单的 LED 灯就能为机器人供能，且它们的续航时间可达数月之久。

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