韩国研究人员开发“类似蚂蚁”的机器人群 可以越过障碍并运输重物

盖世汽车讯 据外媒报道，韩国研究人员开发出微型磁性机器人群，可以像蚂蚁一样共同工作，从而完成艰巨的任务，包括跨越和拾起比它们大许多倍的物体。这项研究发表在期刊《Device》上，其中表明这些微机器人群在旋转磁场下工作，可在单个机器人难以处理的挑战性环境中承担困难的任务，例如提供动脉堵塞微创治疗和精确引导有机体。

（图片来源：cell.com）

汉阳大学（Hanyang University）有机和纳米工程系研究人员Jeong Jae Wie表示：“令人惊讶的是，这些微机器人群能够高度适应周围环境，并实现具有高度自主性的群体控制。”

研究人员测试具有不同组件配置的微机器人群在各种任务中的表现。结果发现，具有高纵横比组件的机器人群能够爬上比单个微型机器人身长高出五倍的障碍物，并逐个越过障碍物。由1000个高组装密度微型机器人组成的大群，可以形成漂浮在水面上的筏子，将自己包裹在比单个机器人重2000倍的药丸周围，从而使该群体能够穿过液体来运输药物。而在陆地上，一个机器人群成功地运送了比单个机器人重350倍的货物，另一个微型机器人群则能够疏通类似于血管堵塞的管道。最后，该团队利用旋转和轨道拖动运动开发了一个系统，机器人群可以通过该系统来引导小型有机体的运动。

研究人员日益关注机器人群体如何共同实现目标，其灵感来自蚂蚁聚在一起架起桥梁以填补道路上的空缺，或挤成木筏状在洪水中生存的方式。同样地，通过共同工作，机器人更能抵抗失败。即使一些团队成员未能实现目标，其余机器人成员仍会继续执行其程序化动作，直到最终有足够多的成员取得成功。

Wie表示：“以前的群体机器人研究主要集中在球形机器人上，它们通过点对点接触聚集在一起。”在这项研究中，研究人员设计了一个由立方体状微型机器人组成的群体，这些机器人共享更强的磁吸引力，因为可以接触到更大的表面积（每个立方体的所有面）。

每个微型机器人高600微米，由内嵌铁磁性钕铁硼（NdFeB）颗粒的环氧树脂制成，这使其能够对磁场作出反应，并与其他微型机器人互动。通过旋转两个相连磁铁而产生磁场来为机器人供电，该机器人群可以自行组装。研究人员通过改变机器人被磁化的角度来对机器人进行编程，使其以不同的配置组合在一起。Wie表示：“我们开发了一种具有经济有效的大规模生产方法，利用现场复制成型和磁化作用，可以确保均匀的几何形状和磁化分布，从而实现一致的性能。”

Wie认为，这项研究的结果富有前景，但在准备好投入实际应用之前，这些机器人群体还需要具有更高的自主性。“该磁性微型机器人群需要外部磁性控制，并且缺乏在复杂或狭窄空间（如真实的动脉）中自主导航的能力。未来的研究将集中于提高微型机器人群的自主性，例如对其运动和轨迹进行实时反馈控制。”