科技日?qǐng)?bào)訊 （記者王怡）近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所田孝軍教授及其科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種微型柔性游泳機(jī)器人，該機(jī)器人長(zhǎng)2.6厘米，僅用光進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制，不需要無線通訊設(shè)備和電池。相關(guān)研究成果在線發(fā)表12月4日自然出版集團(tuán)旗下的《科學(xué)報(bào)告》上。
通常機(jī)器人需要由復(fù)雜的無線通訊零件、電子設(shè)備和能量?jī)?chǔ)存設(shè)備組成，而這些設(shè)備限制了機(jī)器人微型化的程度。為了尋找替代方法，田孝軍及其科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種微型柔性的游泳機(jī)器人，由對(duì)紫外線（UV）敏感的含有偶氮苯生色團(tuán)聚合物的薄膜制作，不僅可在水中游動(dòng)，還可攜帶貨物。
研究人員用周期性閃爍的紫外線和白光，對(duì)機(jī)器人的鞭毛進(jìn)行控制，使其來回?cái)[動(dòng)，推動(dòng)機(jī)器人在充滿液體的玻璃管中前進(jìn)。研究人員將含有偶氮苯生色團(tuán)聚合物的薄膜比喻成是機(jī)器人的“馬達(dá)”，紫外線與白光的交替工作比喻成是機(jī)器人的“電源和信號(hào)線”。
與此同時(shí)，研究人員用另外一組光信號(hào)控制機(jī)器人頭部夾持器，其可以通過控制光信號(hào)來指揮機(jī)器人抓住并攜帶負(fù)載。為避免兩路光路相互干擾，研究人員設(shè)計(jì)了兩路垂直交叉的光源系統(tǒng)，用水平面的光源控制鞭毛在水平面上擺動(dòng)，用垂直面的光源控制夾持器的開與合。
田孝軍介紹，這種遠(yuǎn)程光驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜驅(qū)動(dòng)控制微型機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，使得未來能夠設(shè)計(jì)和制造更小的機(jī)器人。由于這種方法不需要電池、信息處理單元或者電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，研究人員計(jì)劃未來在醫(yī)療領(lǐng)域讓這種微型機(jī)器人進(jìn)入人的血管清理血管垃圾、血栓等，或讓微型機(jī)器人攜帶藥物通過血管進(jìn)入癌癥區(qū)域定點(diǎn)給藥治療。
