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美国西北大学的研究团队公布了有史以来最小的遥控行走机器人。这个机器人体型小于跳蚤，外形状似螃蟹。通过独特的材料和制作方式，这种微型机器蟹能“行走、弯曲、扭动、转弯和跳跃”，还可能在未来协助手术进行。专注于技术评论的美国媒体CNET认为，这将“标志着微型机器人的新纪元”。
▲如螃蟹般的微型机器人。
如何移动？
这种微型机器蟹的制作过程极为独特，研究团队使用了一种类似于“弹出书”的机制。他们首先将机器蟹构建在一个平面几何体上，并连接到一个有弹性的基底上。随着弹性基地收缩，机器蟹的“四肢”被往里拉，最终使其成为3D的形态。领导这项实验研究的美国西北大学材料科学与工程教授约翰·罗杰斯（John Rogers）称：“机器人是一个令人兴奋的研究领域。微型机器人的发展是一个有趣的学术探索课题。”
▲从2D到3D：微型机器蟹制作示意图。更为有趣的是，这种微型机器蟹不是由小型化的硬件和电子设备驱动的，而是由一种加热时会变形的形状记忆合金材料驱动。加热时，这种合金会转变为研究团队预定的“记忆”形状；冷却后，它会恢复到原来的变形形状。这是由于该机器人各结构上覆盖有一层薄玻璃涂层，这种涂层可以帮助各结构在部分冷却后恢复其变形前的形状。基于这些独特的材料，研究人员可以通过使用一种特殊的激光束，非常精确地控制机器人各个身体部位的合金温度，迫使相应部位从记忆的形状转为变形的形状，再从记忆的形状转为变形的形状，从而推动机器人左右移动。
不过在目前，这种微型机器蟹的移动速度并不快，但仍有很大的发展空间。研究团队中的黄永刚教授提到“我们的技术可以实现多种控制运动模式，并能以每秒一半身长的平均速度行走。……对于地面机器人来说，在如此小的尺寸上实现这一点非常具有挑战性。”罗杰斯进一步解释称：“机器人的各结构非常小，冷却速度非常快。事实上，缩小这种机器人的尺寸可以让它们跑得更快”。
或可协助手术
西北大學表示：“尽管目前这项研究还在探索中，但研究人员相信，他们的技术可能会实现微型机器人在狭窄的空间内执行实际任务。”罗杰斯也在一份声明中提到，“你可以把微型机器人想象成工业中修复或组装小型结构或机器的代理。或者作为外科助手，它可以清除动脉中的阻塞物，阻止内出血或消除癌症肿瘤——所有这些都将是微创手术。”
对此，CNET评论称：“这种‘小爬虫’可不仅仅是可爱，它还准备好了努力升级，如通过爬行到紧凑、难以到达的空间来帮助制造其他设备。此外，由于它整体小于一毫米且不需要电线或电力来操作，有一天它甚至可以在人体上漫步，像某种灵巧的六条腿的医疗助理。”
▲新型微型机器蟹可以在硬币边缘行走。
根据目前的研究，罗杰斯和他的研究团队并不局限于机器蟹这一种形态的“动脉探索军队”，他们还建造了蟋蟀、甲虫和尺蠖等形状的遥控生物。罗杰斯表示：“有了这些装配技术和材料概念，我们可以建造几乎任何尺寸或3D形状的行走机器人。不过，小螃蟹横着爬行的动作让大家感到有趣，这是一个创造性的突发奇想。”基于此，CNET认为只有时间才能告诉我们下一代微型工作机器人会是什么样子。
微型机器人与未来医学
微型机器蟹并非罗杰斯研究团队首次创造的与医学有关的微型机器人，早在21年年9月，该团队就研发出了一种带翼的微型芯片，在当时被称为“有史以来最小的人造飞行结构”。据称，研究人员在这个飞行器上装配了传感器、可以收集环境能量的电源、内存存储卡和可以将数据无线传输到智能手机、平板计算机或计算器的天线：“我们的目标是为小型电子系统增加有翼飞行，我们的想法是，这些能力将使我们能够散播功能强大、小型化的电子设备，从而帮助感知环境，以进行人口监测或疾病追踪。”
▲通过收缩来运动的微型机器蟹。
类似将微型机器人应用于生物医学也并非仅限于罗杰斯研究团队，近年来，诸多团队均在这方面钻研并有了较多成果。据美国化学学会在21年11月的消息，有研究人员创造出了微型机器鱼。在实验中，这种机器鱼可以通过模拟血管到达培养皿特定区域的癌细胞，根据周围溶液的pH值判断自身行动，并会在pH值降低时张开嘴释放出一种化疗药物，从而杀死附近的细胞。
▲微型机器鱼。
同样，在5月25日，美国康奈尔大学的研究人员公布了一种微型人工纤毛系统。这种系统基于铂组件，可以控制特定规模的流体运动。该系统应用于医学领域将有望生产出低成本、便携的诊断设备，用于检测血液样本、操纵细胞等过程。1月，瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）丹尼尔·艾哈迈德（Daniel Ahmed）博士在提到他所参与研发的声波控制微型机器人时表示：“我相信我们创新的微型机器人系统将支持靶向给药的新策略，研究胶质母细胞瘤和各种脑部疾病。”
新闻来源：AZoRobotics、CNET、每日科学，图片来源于网络
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