一種集群微型磁力機(jī)器人

韓國(guó)首爾漢陽(yáng)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(yùn)遠(yuǎn)大于自身的物體。這項(xiàng)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(chǎng)運(yùn)行的微型機(jī)器人集群，在面對(duì)單個(gè)機(jī)器人無(wú)法解決的挑戰(zhàn)性難題時(shí)，可以執(zhí)行一些復(fù)雜的任務(wù)，例如為動(dòng)脈阻塞提供微創(chuàng)治療、精準(zhǔn)引導(dǎo)生物等。

團(tuán)隊(duì)對(duì)不同組合方式的微型機(jī)器人集群進(jìn)行了測(cè)試，觀察它們?cè)诓煌�任�?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(guò)單個(gè)機(jī)器人5倍高度的障礙，并逐一跨越這些障礙。

當(dāng)1000個(gè)這樣的微型機(jī)器人聚集在一起時(shí)，可以在水面形成一個(gè)筏子，并能夠包裹住一個(gè)比單個(gè)機(jī)器人重2000倍的藥丸，使得整個(gè)群體可以在液體中運(yùn)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(yùn)了重達(dá)單個(gè)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(guò)旋轉(zhuǎn)和軌道拖拽的方式，研究人員還創(chuàng)建了一個(gè)系統(tǒng)，允許機(jī)器人群控制小型生物的運(yùn)動(dòng)路徑。

團(tuán)隊(duì)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(lái)臨時(shí)組成木筏。這種合作機(jī)制提高了機(jī)器人面對(duì)失敗時(shí)的容錯(cuò)率，即使部分成員未能完成任務(wù)，其余成員也會(huì)繼續(xù)按照編程行動(dòng)，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(guò)點(diǎn)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(chǎng)吸引力更強(qiáng)，每個(gè)面都可以與其它機(jī)器人接觸。每個(gè)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(shù)脂構(gòu)成，使它們能夠響應(yīng)磁場(chǎng)并與其它機(jī)器人互動(dòng)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)相連磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，這些機(jī)器人可以自我組裝。團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)整機(jī)器人的磁化角度，實(shí)現(xiàn)了不同的組合配置。