科技日報記者 張夢然
韓國首爾漢陽大學(xué)研究團(tuán)隊開發(fā)出一種集群微型磁力機(jī)器人，這些小機(jī)器能夠像螞蟻一樣協(xié)同工作，完成一系列復(fù)雜任務(wù)，比如搬運遠(yuǎn)大于自身的物體。這項研究發(fā)表在18日的《設(shè)備》期刊上，顯示了這些依靠旋轉(zhuǎn)磁場運行的微型機(jī)器人集群，在面對單個機(jī)器人無法解決的挑戰(zhàn)性難題時，可以執(zhí)行一些復(fù)雜的任務(wù)，例如為動脈阻塞提供微創(chuàng)治療、精準(zhǔn)引導(dǎo)生物等。
團(tuán)隊對不同組合方式的微型機(jī)器人集群進(jìn)行了測試，觀察它們在不同任務(wù)中的表現(xiàn)。結(jié)果顯示，高縱橫比配置的組合能爬上超過單個機(jī)器人5倍高度的障礙，并逐一跨越這些障礙。
當(dāng)1000個這樣的微型機(jī)器人聚集在一起時，可以在水面形成一個筏子，并能夠包裹住一個比單個機(jī)器人重2000倍的藥丸，使得整個群體可以在液體中運輸藥物。而在陸地上，這些微型機(jī)器人群也展示了強(qiáng)大的能力，成功搬運了重達(dá)單個機(jī)器人350倍的貨物，并疏通了類似堵塞血管的管道。此外，通過旋轉(zhuǎn)和軌道拖拽的方式，研究人員還創(chuàng)建了一個系統(tǒng)，允許機(jī)器人群控制小型生物的運動路徑。
團(tuán)隊從螞蟻身上獲取靈感，學(xué)習(xí)它們?nèi)绾螀f(xié)作以填補(bǔ)道路上的空隙或在洪水來臨時組成木筏。這種合作機(jī)制提高了機(jī)器人面對失敗時的容錯率，即使部分成員未能完成任務(wù)，其余成員也會繼續(xù)按照編程行動，直到足夠多的成員達(dá)成目標(biāo)。
之前的集群機(jī)器人研究大多關(guān)注球形機(jī)器人，這些機(jī)器人通過點接觸聚集在一起。此次研究則采用立方體形狀的微型機(jī)器人，由于表面積更大，它們之間的磁場吸引力更強(qiáng)，每個面都可以與其它機(jī)器人接觸。每個微型機(jī)器人尺寸為600微米，由嵌入鐵磁性釹鐵硼顆粒的環(huán)氧樹脂構(gòu)成，使它們能夠響應(yīng)磁場并與其它機(jī)器人互動。通過旋轉(zhuǎn)兩個相連磁鐵產(chǎn)生的磁場驅(qū)動，這些機(jī)器人可以自我組裝。團(tuán)隊通過調(diào)整機(jī)器人的磁化角度，實現(xiàn)了不同的組合配置。
總編輯圈點：
這是集群機(jī)器人技術(shù)的一個重要進(jìn)步。這些小機(jī)器人在未來應(yīng)用中組合模式之靈活多變，可能遠(yuǎn)超你的想象：它不僅代表了微型機(jī)器人群體在搬運重物、穿越障礙以及疏通管道等任務(wù)上的強(qiáng)大能力，還預(yù)示著其在未來醫(yī)療領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用潛力，如動脈阻塞的微創(chuàng)治療、藥物靶向輸送等。這些機(jī)器人向人們展現(xiàn)了群體智能與微納米技術(shù)結(jié)合的巨大潛力。
