科学家已经证明,单个“物种”的微型机器人可以作为一个集体转变为各种形态,并组织起来在不同的环境中执行各种任务。与具有已知的一起工作能力的生物物种(例如蚂蚁和鱼类)不同,机器人不依赖于感官功能和通信。研究人员不得不使用外部磁场或电场来控制它们。
但即便如此,它们仍具有足够的多功能性和多任务处理能力,这表明它们有朝一日可用于细胞或分子水平的体内诊断或生物医学治疗。
这项研究是从技术的中国的哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室领导的色调谢,并报道在杂志科学机器人。
小型机器人的巨大进步正在变得越来越快。例如,本月早些时候,美国研究人员描述了他们如何使用从半导体行业借来的纳米加工技术在短短几周内创造了数百万件。
然而,正如Xie及其同事在他们的论文中指出的那样,“将驱动和传感功能集成到微米和纳米级机器人中仍然是一个挑战”,你需要让他们中的很多人一起工作以实际使用,例如,在人类内部身体。
在他们最近的工作中,他们能够通过调节每个微型机器人的运动来编程机器人群中的可切换变换行为。通过调整旋转磁场的频率和方向,每个单独的微型机器人 - 花生形赤铁矿颗粒 - 呈现振荡,滚动,翻滚和旋转运动。
根据个人运动的类型,机器人作为一个组自组织成不同形式的液体(均匀分布的机器人模式),链(机器人连接在长短行程中行进的机器人),色带(行机器人长途旅行)和涡旋(机器人的圆形人群),分别。
研究人员还可以通过调整施加的磁场来改变群体的速度和方向。
微机器人集体通过在构造之间切换来完成各种任务; 例如,使用“链”形成穿过狭窄的通道,然后“涡旋”以提升重载荷。
谢先生及其同事表示,他们的研究结果支持并证明了通过程序化的外部刺激来控制各种合成和活性物质的想法,“从而增加了通过活性物质模拟生命系统的可能性”。
他们写道:“此外,还研究了控制失衡胶体系统动力学的物理机制,这有助于更好地理解在活动系统中发生的合作机制和自组织现象。”
“这为生物医学应用提供了潜在的解决方案,例如成像和靶向给药。