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突破微观极限!世界最小自主机器人,尺寸小于一粒盐

2025-12-30

        科幻作品中穿梭于人体的微型机器人场景,正随着一项科研突破逐步走进现实。近日,美国宾夕法尼亚大学与密歇根大学的联合研究团队宣布,成功研发出迄今为止世界上最小的完全可编程自主机器人,其尺寸仅为200×300×50微米,比一粒普通盐粒还要纤细,肉眼几乎无法辨识,却能在无需外部控制的情况下完成移动、感知、运算等复杂任务。这项发表于《科学·机器人学》和《美国国家科学院院刊》的成果,为微观智能设备的发展打开了全新维度。

        将机器人缩小至亚毫米级别,首先要突破微观世界的物理法则限制。在这一尺度下,重力和惯性的影响大幅弱化,流体阻力和黏性等表面力成为主导,传统机械肢体要么极易损坏,要么无法产生有效运动。“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。”项目负责人、宾夕法尼亚大学助理教授马克·米斯金形象地解释道。为此,团队摒弃了传统驱动模式,研发出无活动部件的新型系统,通过感应电场操控周围液体中的离子,借助离子推动水分子实现移动,不仅稳定性极强,还能完成复杂轨迹行进和群体协同动作。

        真正的自主能力源于集成化的“微型大脑”。研究团队与以研发全球最小计算机闻名的团队合作,在极小空间内实现了处理器、存储器、传感器的全集成。这款微型计算机仅需75纳瓦的电能供电,功率不到智能手表的十万分之一,却能以三分之一摄氏度的精度感知温度,并通过特定的摆动动作编码传递环境数据,类似蜜蜂通过摇摆舞交流的方式,实现了“感知-决策-行动”的完整闭环。更令人惊叹的是,仅需一盏简单的LED灯即可为其供能,续航时间可达数月之久。

        低成本与规模化生产潜力让这项技术具备广泛应用价值,单个机器人制造成本仅需约1美分。研究人员设想,未来这些微型机器人可深入人体追踪单细胞健康状态,精准递送药物攻克难治性疾病;也能进入传统设备难以触及的微型生产线,协助完成精密制造任务。米斯金强调,当前成果只是起点,这种兼具简洁结构、高效能耗和规模化制造优势的平台,将在所有需要分布式微观智能的领域发挥作用。

        从科幻想象到现实突破,这款比盐粒还小的自主机器人,不仅刷新了微型机器人的尺寸纪录,更证明了亚毫米尺度下智能设备的可行性,为人类探索微观世界提供了全新工具,也为精准医疗、微纳制造等领域带来了革命性机遇。

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