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韩国首尔汉阳大学团队研发出集群微型磁力机器人,能像蚂蚁一样协同工作完成复杂任务,如搬运重物、微创治疗等,展示了群体智能与微纳米技术的巨大潜力。

韩国首尔汉阳大学的一支科研团队近期取得了突破性进展,他们成功研发出一种集群微型磁力机器人。这些小机器人如同自然界中的蚂蚁,具备协同工作的能力,能够完成一系列复杂任务,包括搬运远超自身重量的物体。这一研究成果已在《设备》期刊上发表,并于18日引起了广泛关注。

该团队对微型机器人集群进行了不同组合方式的测试,观察其在各种任务中的表现。实验结果显示,采用高纵横比配置的机器人集群能够爬上超过单个机器人高度5倍的障碍,并成功跨越这些障碍。这一表现展示了集群机器人在面对挑战性难题时的强大能力。

当1000个这样的微型机器人聚集在一起时,它们能在水面形成一个稳定的筏子,包裹并运输比单个机器人重2000倍的药丸。在陆地上,这些微型机器人群也展现了非凡的能力,成功搬运了重达单个机器人350倍的货物,并有效疏通了类似堵塞血管的管道。此外,团队还创建了一个系统,通过旋转和轨道拖拽的方式,使机器人群能够控制小型生物的运动路径。

研究团队从蚂蚁的协作机制中汲取灵感,学习它们如何填补道路空隙或在洪水来临时组成木筏。这种合作机制大大提高了机器人面对失败时的容错率,即使部分成员未能完成任务,其余成员也会继续按照既定程序行动,直至达成目标。

与之前大多关注球形机器人的集群机器人研究不同,此次研究采用了立方体形状的微型机器人。由于表面积更大,它们之间的磁场吸引力更强,每个面都可以与其它机器人接触。每个微型机器人尺寸为600微米,由嵌入铁磁性钕铁硼颗粒的环氧树脂构成,使其能够响应磁场并与其它机器人互动。通过旋转两个相连磁铁产生的磁场驱动,这些机器人可以自我组装。团队通过调整机器人的磁化角度,实现了不同的组合配置。

这一研究成果标志着集群机器人技术的重要进步。这些小机器人在未来应用中组合模式的灵活多变,可能远超人们的想象。它们不仅展示了微型机器人群体在搬运重物、穿越障碍以及疏通管道等任务上的强大能力,还预示着在医疗领域的广泛应用潜力,如动脉阻塞的微创治疗、药物靶向输送等。这些机器人向人们展示了群体智能与微纳米技术结合的巨大潜力和无限可能。

(文章来源:科技日报)

微型磁力机器人协同工作示意图