賓州大學與密西根大學研究團隊合作開發出「比一粒鹽還小」的全可程式化自主機器人,號稱是目前世界上同類型中尺寸最小的機器人。這些超小機器人可應用於醫療、微製造等多個領域。更令人興奮的是,這些機器人的單顆製造成本僅約一美分。
在合作計畫中,賓州大學工程學院(Penn Engineering)負責微型機器人的物理結構與功能設計,密西根大學團隊則賦予「大腦」。參與合作的密西根大學實驗室也打造過全球最小電腦。
賓州大學研究人員設計這些微型機器人的實體構造,每一顆尺寸約 200 × 300 × 50 微米,與許多微生物的尺度相當,因此面臨的物理挑戰也與一般機器人不同。

考量到微小尺度下的阻力與黏滯效應,研究團隊決定讓機器人以「游動」方式前進。但為了維持極小尺寸,他們設計一套全新的推進系統,且不需要任何運動零件(例如肢體)來移動。
這些機器人會產生電場,藉此推動周圍溶液中的離子,從而達到游動效果。透過調整離子電場,機器人能以複雜或協同的方式移動。由於完全沒有活動零件,其耐用度也相當高,例如可以夾取而不會受損。

體型微小的另一個難題是能源供應。研究團隊最終選擇太陽能電池,這占機器人本體一大部分。雖然團隊已經最大化的利用太陽能,但輸出功率僅為75 奈瓦,也突顯出效率的關鍵性。
而在大腦部分,機器人搭配了高效率處理器、記憶體與感測器,研究團隊透過光脈衝(pulses of light)完成,太陽能板因此一板兩用;資料回傳部分則是利用機器人的推進系統,模仿蜜蜂的「搖擺舞」動作來傳遞資訊。
這些微型機器人可一次部署數百顆共同執行任務,憑藉太陽能與高效率設計,自主運作壽命可達數個月。不過,研究人員仍表示,這些全可程式化的自主機器人能以極低成本進行量產,單顆成本僅一美分。
- Penn and Michigan Create World’s Smallest Programmable, Autonomous Robots
- World’s smallest autonomous robots are ‘smaller than a grain of salt,’ cost one penny apiece — researchers expect new micron-scale fully-programmable robots to be used in medicine, microscale manufacturing, and other areas
(首圖來源:賓州大學)






