科研領(lǐng)域迎來(lái)一項(xiàng)重大突破——全球首款亞毫米級(jí)全自主機(jī)器人問(wèn)世。這款由美國(guó)兩所高校聯(lián)合研發(fā)的微型裝置，尺寸僅為200微米×300微米×50微米，體積接近常見(jiàn)細(xì)菌，卻能在液體環(huán)境中獨(dú)立完成復(fù)雜任務(wù)。該成果攻克了微型機(jī)器人領(lǐng)域長(zhǎng)達(dá)四十年的技術(shù)瓶頸，為生物醫(yī)學(xué)與微機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)辟了全新路徑。

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)在微觀尺度面臨根本性挑戰(zhàn)。當(dāng)物體尺寸縮小至毫米級(jí)以下時(shí)，重力與慣性力作用顯著減弱，流體阻力與粘滯力成為主導(dǎo)因素。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用無(wú)活動(dòng)部件設(shè)計(jì)，通過(guò)電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)周?chē)x子運(yùn)動(dòng)，利用水流反作用力實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。這種方案不僅使機(jī)器人結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，還將使用壽命延長(zhǎng)至數(shù)月之久，且擺脫了外部磁控設(shè)備或線(xiàn)纜的束縛，僅需一束LED光即可持續(xù)供能。

該裝置的突破性在于集成了完整的智能系統(tǒng)。在極低功耗條件下，研究人員成功將處理器、存儲(chǔ)單元與溫度傳感器整合至微型機(jī)身內(nèi)。這些機(jī)器人能以0.3攝氏度的精度感知環(huán)境溫度變化，并通過(guò)預(yù)設(shè)程序做出相應(yīng)動(dòng)作，形成完整的感知-決策-執(zhí)行閉環(huán)。更令人矚目的是，單個(gè)機(jī)器人的制造成本控制在1美分左右，為大規(guī)模應(yīng)用奠定了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

細(xì)胞級(jí)的尺寸賦予其獨(dú)特的醫(yī)療潛力。科研人員演示了機(jī)器人群體在液體中的協(xié)同運(yùn)動(dòng)模式，這些微型裝置可編程執(zhí)行特定任務(wù)，例如穿透細(xì)胞間隙監(jiān)測(cè)健康指標(biāo)，或精準(zhǔn)定位病變組織遞送藥物。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過(guò)特殊編碼的機(jī)器人集群能在微觀層面完成精密組裝，為構(gòu)建人工組織或微型醫(yī)療器械提供了可能。

這項(xiàng)成果已引發(fā)多領(lǐng)域關(guān)注。生物醫(yī)學(xué)專(zhuān)家指出，該技術(shù)有望革新疾病診斷方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)細(xì)胞級(jí)監(jiān)測(cè)；微機(jī)電系統(tǒng)研究者則看重其在精密制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景。研究團(tuán)隊(duì)正在優(yōu)化機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力，未來(lái)或可開(kāi)發(fā)出能在血液、淋巴液等不同體液中工作的升級(jí)版本，為個(gè)性化醫(yī)療提供新型工具。