微納機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域的前沿方向，在無創(chuàng)手術(shù)、藥物輸運(yùn)、微納制造等方面具有廣泛的應(yīng)用前景，吸引了全球眾多科學(xué)家的研究興趣。盡管經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，微納機(jī)器人已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但是受機(jī)器人本體尺寸、材料性能等因素的影響，微納機(jī)器人的能源供給、驅(qū)動控制、作業(yè)靈活性等問題依然是當(dāng)前面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。針對上述問題，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所微納米課題組日前提出了一種利用生物細(xì)菌作為機(jī)器人本體，通過群體控制完成微納作業(yè)任務(wù)的新技術(shù)。相關(guān)成果以封面論文的形式發(fā)布于《軟物質(zhì)》。
這項(xiàng)研究中，科研人員利用具有趨光性的可游動藻類細(xì)胞作為運(yùn)動可控的單體微型機(jī)器人，基于布朗運(yùn)動理論對群體機(jī)器人運(yùn)動產(chǎn)生的集群效應(yīng)作用力進(jìn)行理論分析和建模，通過光路的設(shè)計(jì)和光斑誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)群體機(jī)器人的控制，進(jìn)而完成對微小物體的準(zhǔn)確抓取、定向移動和定點(diǎn)釋放。由于生物細(xì)菌具備從溶液中直接高效率將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的特點(diǎn)，因此一定程度上解決了微小機(jī)器人的能源供給問題。同時，由于操控是依靠微型機(jī)器人群體產(chǎn)生的類布朗運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，因此該操控方法降低了對被操作物體材料和形狀的要求，提升了操作的適用性、靈活性和效率。
