全球最小可编程微型机器人问世，成本仅一美分
来源：牛奶秋刀鱼 2026-01-07 16:22:07
2026年1月6日，一项由宾夕法尼亚大学与密歇根大学联合开展的研究取得突破性进展，科研团队成功开发出一种体积小于一粒盐的全可编程自主微型机器人。该机器人不仅创下同类设备中最小尺寸的新纪录，更因其单颗制造成本约为一美分，展现出显著的量产可行性与广泛的应用前景，未来有望在医疗诊断、微尺度制造等领域发挥重要作用。
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此次研发工作充分发挥了两所高校的技术优势。宾夕法尼亚大学负责机器人的物理结构设计与功能实现，重点攻克其在微观环境中的运动机制；而密歇根大学则依托在微型计算系统方面的深厚积累，为机器人集成了具备自主运行能力的核心控制系统，相当于赋予其“大脑”。
从物理参数来看，这款微型机器人的整体尺寸仅为200×300×50微米，与常见微生物处于同一量级。由于其极小的体积极大地改变了所处环境的物理特性，传统依赖机械部件驱动的移动方式在此不再适用。为此，研究团队创新性地采用了一种无活动部件的推进方案：通过在机器人表面生成电场，激发周围液体中离子的定向运动，从而产生推力实现游动。研究人员还能通过调控电场模式，精确控制其运动轨迹，并支持多个机器人协同作业。这种无机械结构的设计极大提升了设备的稳定性与抗损性，即便受到外部夹持或挤压，仍能保持正常功能。
能源供给是微型化进程中另一关键挑战。团队最终选用了微型太阳能电池作为能量来源，虽受限于面积，其最大输出功率仅达75奈瓦，但已能满足低功耗运行需求。尽管当前能源转换效率已接近优化极限，进一步提升能效仍是后续研究的重要方向。
在控制架构方面，机器人集成了高效处理器、存储单元及多种传感模块，所有指令均通过光脉冲进行输入。这一设计使得供电用的太阳能板同时承担信号接收功能，实现能源与通信的集成化处理。至于数据回传，团队另创路径，利用推进系统控制机器人以特定摆动模式运动，模拟自然界蜜蜂“摇摆舞”的信息传递方式，实现基础状态信息的对外输出。
该机器人支持集群部署，一次可投放数百个单位协同完成任务。凭借太阳能驱动与低功耗架构，其可持续自主运行数月之久。研究人员指出，其低成本、高可靠性与可编程特性，为未来在复杂微观环境中实施大规模并行操作提供了全新可能，也为微型智能系统的工业化应用开辟了新的技术路径。
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