科学家成功3D打印出无需智能控制的微米级柔性机器人
荷兰莱顿大学的科研团队近期取得突破,成功3D打印出一系列微型机器人。这些装置无需任何计算单元或外部操控系统,即可实现自主运动。它们的尺寸介于0.5至5微米之间,移动速度可达每秒7微米。相较而言,人类一根头发的直径约为70至100微米,足见这些微型结构的精微程度。该项目展示了当前3D打印技术在微尺度制造上的极限。
这些微型机器人之所以能够在没有传感器、马达或处理器的情况下运动,依赖于其结构设计与环境之间的动态互动。其运动机制仿照自然界中某些生物的移动方式,例如蠕虫或蛇类。这类生物通过不断调整身体形态以适应环境,实现前进。
项目主要研究人员之一,丹妮拉·克拉夫特教授指出:“此前,微型机器人要么体积小但结构坚硬,要么体积较大却具备柔性。我们希望在实验室条件下,制造出同时具备微小尺寸与柔韧特性的机器人。”
根据IT之家报道,此类机器人在受到电场刺激后会开始活动,其链状柔性结构能够以多种方式进行运动。克拉夫特教授进一步说明:“机器人的形态与其运动之间形成一种持续反馈机制。结构决定运动方式,而运动本身也会改变结构。这使得机器人能够感知环境对其形态的影响并作出响应,从而表现出类似生命体的行为。这意味着,无需微型电子元件,我们也能为其赋予智能行为。”
博士后研究员魏梦诗(Mengshi Wei)补充道:“当机器人运动受阻或停滞时,其尾部会出现摆动现象,仿佛试图挣脱束缚。这种行为源于尾部结构内在的运动趋势,而其柔韧性使得这种响应得以实现。”
研究人员指出,这类微米级柔性机器人在医疗应用方面具有巨大潜力。其微小的体型与自然的运动方式,使其在靶向药物输送、微创手术操作以及疾病早期诊断等方面展现出独特优势。然而,该技术尚处于初步探索阶段,仍需进一步研究其运动机制,并拓展其在多个应用场景中的可行性。