微型机器人领域研究的是毫米级的微型机器人。人们特别兴奋的是，这些微型机器人应用可以实现大型机器无法做到的事情。以下是他们突破极限的五种令人激动的方式。

1. 在制造工厂组装微观部件

随着机器人变得越来越小，许多依赖机器人设备生产的产品也越来越小。机器人专家已经实现了许多任务的自动化，但直到最近，微观部件的组装仍然遥不可及。

最近的一个案例涉及研究人员使用激光从气泡中创造微型机器人，这种机器可以从部件中创造出不可分割的形状，然后抬起和移动微小的部件，并将它们放入相互连接的结构中。

中国科学院的研究小组将激光聚焦在一片树脂下面，在水中产生微小的气泡。他们通过快速打开和关闭激光来控制气泡的大小，并发现长时间激活激光会产生更大的气泡。该小组通过改变激光的位置，用气泡制造了一个微型机器人，关闭激光使气泡溶解，从而使微型机器人能够将树脂块放在所需的位置。

该小组制造了多个具有不同功能的泡泡机器人。除了升降部件外，还有一些推动部件或成为旋转轴。一个微型3D车辆，链条和齿轮是通过这项工作产生的一些项目。像这样的微型机器人应用可以改善只有几微米长的零件的制造和处理。

研究如何使用制造机器人是一个谨慎的、个性化的过程。人们必须选择所需的应用程序并重新设计他们的工厂，然后才能将它们带入工厂。然而，小型和灵活的机器人有更多的机会被有效地使用。

2. 改善口腔卫生

人们感兴趣的是如何将机器人部署成蜂群，使它们集体更快地完成任务。此前在这一领域的研究主要集中在灾难恢复和演习等领域的应用。然而，微型机器人的应用也可以帮助人们改善日常任务的结果。

宾夕法尼亚大学的研究人员最近通过一项概念验证研究证明，具有群体能力的微型机器人可以帮助人们拥有更清洁的牙齿和牙龈。该小组用氧化铁纳米颗粒制造了微型机器人，这些纳米颗粒具有催化活性和磁性。

他们使用磁场让机器人移动，并形成类似牙刷刷毛或牙线的结构。然后，一旦微型机器人处于正确的阵型，催化反应就会产生杀死口腔细菌的抗菌物质。对人造牙齿和真牙的测试表明，微型机器人几乎可以消除导致蛀牙或牙龈疾病的生物膜。

该项目表明，这些微型机器人有朝一日可以达到与刷牙、使用牙线和漱口水相同的效果。很多人都知道怎样做才能让牙齿和牙龈更健康，但却缺乏最佳实践。这些机器人可以改变这一点。

3.通过振动感应功能实现运动

微型机器人设计的主要考虑因素是使微型机器在实际应用中移动并保持其动力。机器人设计师想要让他们的设备在没有外部电源的情况下运行，通常会探索压电材料的潜力。它们与力相互作用时产生电压，有些人利用动作给手机充电。然而，压电原理也可以改善微生物机器人的应用。

在一个例子中，佐治亚理工学院的研究人员开发了3D打印的微型机器人，它通过捕捉压电驱动器、超声波或微型扬声器的振D动能量来移动。每个微型机器人大约2毫米长，大约是世界上最小的蚂蚁的大小。尽管体型巨大，但它们每秒能移动四倍于自身长度的距离。

微型机器人有3D打印的聚合物体和压电驱动器，振动能量使机器的刚毛状腿上下移动，它们还可以根据振动的共振反应向特定的方向弯曲腿。

该团队开发了可以通过调整振动频率来控制的原型，每个机器人都有四条或六条腿，其中一名研究人员设计了数百种设计，以找到最佳选择。

该团队表示，这些机器人最终可以移动材料、感知环境变化或用于其他各种原因。然而，制造技术必须变得更具可扩展性，才能使这些微型机器人应用成为现实。目前每个机器人都需要一段时间来构建，因此无法提高产量。此外，研究人员还想找到连接两个机器人的方法，以提高它们的转向能力。

4. 破坏肿瘤细胞

癌症治疗方案显著增加，主要是由于技术进步。人们特别感兴趣的是它们如何改善化疗等干预措施的结果，马克斯普朗克智能系统研究所(Max Planck Institute for Intelligent Systems)的一项与微型机器人相关的应用涉及使用混合方法制造机器人，该方法向大肠杆菌中添加了人造成分。

研究人员将大量纳米脂质体附着在细菌的外部。每一个都含有药物载体，暴露在近红外光下后会融化。然后，研究小组在每个机器人身上放置磁性纳米颗粒，使它们能够被引导到特定的肿瘤细胞上。最后，研究人员用两种蛋白质制成的绳索将纳米脂质体和磁性纳米颗粒固定在微型机器人上。

大肠杆菌可以在各种液体中快速游动。然而，它也能感知化学特征，如低氧水平或高酸度。肿瘤同时具有这两种特征。

这些微型机器人激活了患者的免疫系统，使治疗更加精确。人们使用细菌介导的肿瘤治疗已有一个多世纪的历史。然而，这些研究人员认为，在这一过程中加入微型机器人将会带来显著的改善，它们允许使用微创方法进行精确递送。

5. 开发无线自主微型机器人

工程师们一直在寻找改进微型机器人的实用方法，这使得人们更有可能在更多的地方使用它们。

想想人们给微型机器人电子“大脑”的合作成果吧。每个大脑只有100到250微米。然而，这些组件可以让微型机器在没有电线或激光的情况下独立移动。

每个大脑都有一个由1000个晶体管组成的互补金属氧化物半导体(CMOS)时钟电路，电路的信号产生相移方波频率，告知机器人的步态。每个机器人比其他使用CMOS电子器件的机器人发明要小大约1万倍，它们还能以每秒超过10微米的速度行走。

该项目的工作人员表示，潜在的使用案例从进行手术到检测化学物质。最终，这项研究将包括给机器人一个命令，让大脑想出如何执行它。

微型机器人应用潜力巨大

世界已经从机器人躲在安全牢笼里走了很长一段路。现在，人们一直在它们周围工作，其中一些机器进入人体。这些微型机器人的应用还处于研究阶段，但随着它们的发展，更多的潜在用例将会出现。

原文链接：https://www.roboticstomorrow.com/story/2022/12/5-innovative-microrobotics-applications

---煤油灯科技victorlamp.com翻译整理---