摘要：近日，韩国科学家取得重大突破。据 12 月 18 日发表在 Cell Press 旗下《Device》期刊的研究，韩国汉阳大学的研究团队成功开发出一群微型磁性机器人群。

近日，韩国科学家取得重大突破。据 12 月 18 日发表在 Cell Press 旗下《Device》期刊的研究，韩国汉阳大学的研究团队成功开发出一群微型磁性机器人群。

这些机器人如同蚂蚁一般，能够协同工作，完成诸多艰巨任务，比如跨越和拾起比自身大数倍的物体。它们在旋转磁场下运作，可应对单个机器人难以处理的复杂挑战。其潜在应用广泛，包括为动脉堵塞提供微创治疗，以及在苛刻环境中精准操控生物样本等。

研究人员 Jeong Jae Wie 表示，这些微型机器人群对周围环境的高度适应能力以及群体控制的高度自主性令人惊讶。

实验中，研究团队测试了不同装配结构的微型机器人群在各种任务中的表现。高纵横比组件的机器人群可爬上比单个微型机器人身长五倍的障碍物，并逐个跨越。由 1000 个高组装密度微型机器人组成的大群，能形成漂浮在水面的筏子，包裹住比单个机器人重 2000 倍的药丸，从而实现药物在液体中的运输。在陆地上，机器人群能搬运比单个机器人重 350 倍的货物，还可疏通类似堵塞血管的管道。此外，通过旋转和轨道拖动运动，研究人员开发的系统能引导小型生物的运动。

科学家们受到蚂蚁合作行为的启发，比如蚂蚁会聚集架桥或抱团成筏在洪水中求生。同样，机器人群通过共同工作增强了抗失败能力，即便部分成员未达成目标，其余成员也会继续执行程序动作直至成功。

此前的群体机器人研究多集中在球形机器人，通过点接触聚集。而此次研究人员设计的是由立方体形状微型机器人组成的群体，因其接触面积更大，具有更强的磁力。每个微型机器人高 600 微米，由内嵌铁磁性钕铁硼颗粒的环氧树脂构成，能对磁场作出反应并与其他机器人互动。通过旋转两个相连磁铁产生的磁场为其供电，机器人群可自我组装，且研究人员通过改变机器人的磁化角度，使其能以不同配置组合。

研究团队还开发了一种经济高效的大规模生产方法，利用现场复制成型和磁化作用，确保了机器人均匀的几何形状和磁化分布，实现一致性能。

不过，Wie 指出，虽然研究结果充满希望，但这些机器人群在实际应用前，还需具备更高的自主性。目前，磁性微型机器人群依赖外部磁场控制，缺乏在如真实动脉等复杂或狭窄空间中自主导航的能力。未来的研究将着重提高其自主性，例如对运动和轨迹进行实时反馈控制。

参考资料：Kijun Yang、Sukyoung Won、Jeong Eun Park、Jisoo Jeon 和 Jeong Jae Wie 于 2024 年 12 月 18 日发表的“用于多功能任务执行的大规模生产可编程微型机器人组件的磁群智能”，设备。
DOI： 10.1016/j.device.2024.100626

来源：百姓认知堂