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美国宾夕法尼亚大学与密歇根大学的研究团队联合公布一类亚毫米级微型机器人平台，实现了“全自主、可编程、可感知并能自主运动”的系统级集成，为微型机器人从实验演示走向可批量部署提供了可验证路径，被认为是微尺度机器人领域的重要进展。单个机器人尺寸约为0.2×0.3×0.05毫米，小于一粒盐，能够在液体环境中自主移动，板上完成简单计算与感知，并通过光信号实现编程与任务切换。
一、微型机器人发展路线的转折：从“外部操控”到“板上自治”
微尺度机器人研究长期面临一项结构性矛盾：尺寸越小，越难同时具备可持续的能量供给、板上计算与稳定运动能力，因此不少既有方案依赖磁场、声场或外部操控来驱动与控制，自治能力受限。美国团队此次工作的重要性在于，它在约0.2×0.3×0.05毫米的尺度上，把“处理器、存储、传感、供能与推进”放入同一微系统，实现无需系缆、无需外部场强连续牵引的自主行为。
从工程角度看，这一成果并非单纯刷新“最小尺寸”记录，而是提供了可复用的系统架构：机器人可通过光脉冲接收指令与更新程序，并能根据局部温度等信息改变运动策略，展示了“闭环决策”的雏形。这意味着微型机器人从“预设动作的微型执行器”向“具备基本自治的微型系统”迈出关键一步。
二、关键技术路径：光供能与光编程、电动流体推进、超低功耗计算
该微型机器人的系统实现依赖三项核心技术协同。
第一，光供能与光通信的一体化设计。机器人表面大面积布置微型太阳能电池，在提供能量的同时兼作光学接收器，用光脉冲完成供能与编程；每个机器人还带有唯一标识，便于在群体中进行定向指令下发。研究团队披露，整机可用功率约为75纳瓦量级，显著低于常见可穿戴设备功耗，从而使机器人能够在液体环境中持续工作较长时间。
第二，以电动流体效应实现无运动部件推进。与螺旋桨、摆动鳍等机械推进不同，该机器人通过电极在液体中产生电场，驱动离子迁移并带动周围流体形成推力，实现“靠改变周围流体来移动自身”的运动方式。
第三，板上感知与最小可用决策。机器人可检测约三分之一摄氏度量级的温差，并据此调整运动轨迹；同时通过特定“摆动/摇摆”动作回传状态信息，形成一种低带宽但可实现的行为通信方案。这一设计体现了在极端尺寸与功耗约束下，对“感知—表达”的重新取舍：以动作作为低成本回传通道，为后续更复杂的微型通信与群体协作提供可验证起点。
三、应用前景展望
从潜在应用看，这类微型机器人最受关注的方向是体内诊疗与微创医学。医学场景中，微型机器人若能在复杂体液环境中稳定运行，并具备可控导航与安全回收机制，未来可能用于细胞级生理监测、局部诊疗辅助或对难以到达部位的靶向递送。《华盛顿邮报》表示，进入人体执行微创任务是这类机器人的重要前景。不过研究团队也表示，当前系统仍处于实验阶段，距离进入人体应用还有显著距离，短期更适合在受控微流控环境或体外实验中验证任务模型与群体协作策略。
除医疗外，微制造与微系统装配同样具有现实需求。微机电系统、微传感器阵列、微流控芯片等领域常需要在微尺度完成定位、搬运、混合或局部测量。可批量制造的“可编程微机器人群”有望成为一种新型微操作工具：通过程序定义运动模式与分工方式，将复杂微操作从“精密仪器+人工经验”部分转化为“可复制的程序化流程”。这种思路的产业意义在于，它把半导体制造的规模优势引入机器人领域，使“单个体性能”与“群体系统能力”在同一平台上获得可扩展空间。
值得注意的是，此类平台对供应链与研发组织方式提出了新的组合要求：它不是单纯的机器人产品，也不是单纯的芯片产品，而是微电子、材料封装、微流体、控制与算法协同的系统工程。对产业而言，竞争焦点可能从“做出更小的器件”转向“构建更可靠的任务库与验证体系”，包括在不同液体环境、不同光照条件、不同污染与扰动下的稳定性评估，以及群体协同时的可控性验证。
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