麻省理工研发可感知环境的最小机器人

▲微型装置的设计示意图。该装置可以在液体或空气中自由漂浮。

《自然•纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志7月23日发文称，麻省理工学院（MIT）的博士后弗洛德米尔•科曼（Volodymyr Koman）等研发了一种可能是迄今为止最小的机器人（尺寸与人类卵细胞接近）。它可以感知环境、储存数据，甚至还能承担计算任务。

微型机器人的微型电路由二维材料构成，并由胶体粒子搭载。胶体是一种不溶于水的微粒，可以在水中（甚至空气中）“无限期”悬浮。研究人员希望这种由胶体和复杂电路结合而成的装置，不仅能够在人体消化系统和油气管道中执行诊断任务，还能在化工厂和炼油厂中检测化合物。MIT化学工程教授、论文资深作者麦克•斯特拉诺（Michael Strano）说：“我们试图找到将完整电路整个移植到胶体粒子中的方法。”

斯特拉诺介绍说，虽然其他研究小组也在研发类似的微型机器人，但他们的研究重点在于控制微型机器人的运动方式（如仿生微生物的尾状鞭毛）。斯特拉诺认为这并非微型机器人最有意义的研究方向：鞭毛等细胞运动系统只能用于局部定位，对宏观运动没有价值。因此，他认为赋予微型机器人更多功能比让它们动起来更重要。

MIT团队开发的微型机器人采用自供电设计，无需外部电源和内置电池。一个简单的光电二极管可以为微型机器人的电路供电。这就足以使微型机器人感知周围信息，进而将数据储存在内存中。任务完成后，研究人员可以从微型机器人中读取数据。斯特拉诺等说，这会为能源行业（管道检漏）和医学（疾病诊断）带来福音。

多数传统微芯片（如硅基和CMOS）与胶体结合后，均无法正常工作。此外，这类芯片的能耗还非常高。因此，科曼决定尝试采用二维电子材料（石墨烯和过渡金属二硫化物等）与胶体进行结合，结果很理想——二维电子材料附着在胶体上，不仅具备了足够的机械强度，还能在低功耗条件下正常运行。微型机器人还装有回射器，使其在工作过程中很容易被定位。

斯特拉诺等正在着手增强微型机器人的通信能力，希望使它能在无物理接触的情况下传输数据。

科界原创 编译：雷鑫宇  责编：张梦 

来源：https://scitechdaily.com/nanoscientists-create-smallest-robots-yet-that-can-sense-their-environment/

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