沈陽自動化所微型機器人研究獲進展

超疏水微型機器人可以在外界刺激下在水面上高效游動，圍繞這一現(xiàn)象科學家展開研究，探索這一特性在相關領域的應用前景，例如細胞操作、凈化水源等。然而，目前大部分對于超疏水微型機器人的研究均是圍繞單一刺激的驅動模式，使得超疏水微型機器人的運動和功能在復雜的水環(huán)境中受到限制。


針對這一問題，中國科學院沈陽自動化研究所微納米課題組科研團隊開展了創(chuàng)新性研究，利用模板輔助法研發(fā)出多刺激響應超疏水微型機器人，其中超疏水的作用減少了水對微型機器人的阻礙。該微型機器人內部具有感知紅外光和磁場的單元，可以儲存化學試劑，使其可在光場、磁場等（即多場驅動）的控制下在水面快速游動。基于微型機器人的多刺激響應特性，在多場聯(lián)合控制下，微型機器人實現(xiàn)了協(xié)同配合操作。相關研究成果以Multistimuli-Responsive Hydroplaning Superhydrophobic Microrobots with Programmable Motion and Multifunctional Applications為題，發(fā)表在ACS Nano上。

該研究對微型機器人的穩(wěn)定性和環(huán)境適應性進行評估。結果表明，機器人在水面上可以實現(xiàn)預編程的軌跡運動，尤其是在化學試劑的作用和磁場的驅動下實現(xiàn)了不同軌跡的運動。科研人員進一步探索了在多場驅動下實現(xiàn)多個機器人運動控制的可能性。研究表明，在光場和磁場作用下，多個機器人實現(xiàn)了協(xié)同配合操作，可以夾取大于自身尺寸較多的結構塊。隨著制備工藝的提升，微型機器人的尺寸有望進一步縮小，在細胞操作、生物組織構建等領域頗具應用前景。


微納米機器人課題組始終致力于小尺寸機器人研究，針對毫米級、微米級、納米級機器人開展了系列研究，在磁驅動毫米機器人、光驅動毫米機器人、熱驅動毫米機器人、氣泡微米機器人、細胞微米機器人、混合驅動納米機器人等方面取得了系列成果。

研究工作得到中科院“青年團隊計劃”、國家自然科學基金、機器人學國家重點實驗室等的支持。