全球最小自主機器人！僅鹽粒大小卻可獨立運作數月

記者黃仁杰／編譯

美國賓州大學研究團隊近日發表全球體積最小、可完全程式化的自主機器人，尺寸僅約 0.2×0.3×0.05 毫米，接近微生物尺度，幾乎無法以肉眼辨識。儘管體積極微，這款微型機器人仍具備感測環境、複雜移動與長時間獨立運作的能力，單位成本約為 1 美分，被視為微尺度機器人領域的重要突破。

這項成果結合了兩所學術機構的關鍵技術。推進系統由賓州大學研發，而超低功耗的運算核心則來自密西根大學。透過這項整合，機器人能在液體環境中游動、對溫度變化作出反應，甚至能以群體方式協同移動，行為模式類似魚群。

賓州大學電機與系統工程助理教授馬克．米斯金指出，將自主機器人的尺度縮小一萬倍，等於為可程式化機器開啟一個全新的微觀世界，應用潛力遠超過現有想像。

研究團隊指出，微尺度移動是長期以來最大的技術難題之一。在這樣的尺度下，水的物理特性不再像液體，而更接近黏稠的瀝青，使傳統推進方式幾乎失效。為此，團隊改變思路，讓機器人不直接移動自身，而是透過電場驅動液體中的離子，進而推動周圍水分子產生前進動力。由於沒有任何機械活動零件，這種設計大幅提升耐用性，使機器人能在液體中連續運作數月。

在運算與供電方面，密西根大學團隊開發出功耗僅 75 奈瓦的微型電腦，遠低於任何消費級穿戴裝置。機器人表面大部分空間被太陽能板占據，程式指令則被高度壓縮，複雜的推進控制甚至可由單一專用指令完成。研究人員透過光脈衝為機器人供電與寫入程式，每個機器人也具備獨立識別碼，使群體中的個體能被指派不同任務。

這些機器人還配備高精度溫度感測器，誤差僅約正負三分之一攝氏度，可主動移動至較高溫區域，或透過溫度變化間接反映細胞活動狀態。研究團隊表示，機器人會以「擺動」方式回傳資訊，類似蜜蜂的搖擺舞，用於傳遞環境數據。

研究人員認為，這一代成果僅是起點。未來版本有望搭載更複雜的程式與感測器，並能在更嚴苛的環境中運作，為細胞監測、微型裝置組裝等應用鋪路，開啟微尺度智慧機器人的全新時代。