一群大小如盐粒般的微型机器人利用涡流移动一个重量是自身重量45000倍的物体。

一群微型机器人,每个只有一粒盐那么大,成功地在不接触液体的情况下,将自身重量 45000 倍的物体在液体中移动。

 由德国领导的一个国际研究团队开发了一种新技术,利用微型机器人在磁场中旋转产生的液体“涡流”的力量,可以自由地非接触式操纵物体。

 这项技术有望彻底改变下一代医疗和精密制造领域,实现诸如组装极其精密的零件(直接触摸就会损坏)、清除血管阻塞的手术以及将药物精确输送到受影响区域等应用。

 经过同行评审的研究结果于 2026 年 2 月 25 日发表在《科学进展》杂志上。

一个只有盐粒大小的微型机器人,利用磁力旋转。

 来自德国马克斯·普朗克智能系统研究所、美国密歇根大学和康奈尔大学的国际研究团队宣布了一项新技术,该技术利用对磁铁敏感的小型机器人(磁性机器人)在没有任何物理接触的情况下操纵物体。

 这个微型机器人宽约 0.3 毫米,大约相当于一粒盐的大小。

 每个机器人都是一个小圆柱体,当施加外部磁场时,它们都会开始同步旋转。

 当研究人员通过磁场发送指令时,机器人可以成群移动,旋转比自身大得多的物体并组装结构。

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在液体中制造涡流,即可在非接触状态下操控物体。

 这项技术的最大特点是机器人不会直接接触物体。

 当机器人在水等液体中旋转时,会在周围的液体中产生微小的涡流。

 当机器人像“蜂群”一样同步移动时,单个的小流体结合在一起,转化为一种强大的力量,称为流体扭矩(使物体在流体中旋转的力)。

 密歇根大学的斯蒂芬·塞隆创造了一种通过施加流体阻力(液体流动将物体推开所产生的力)来远距离控制物体的机制,该机制此前已用于控制微型机器人。

 只需调整磁场,改变机器人的数量、旋转速度和位置,即可精确控制物体的运动方向和速度。

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验证实验:移动重量为其自身重量 45,000 倍的物体。

 研究团队进行的实验表明,这群微型机器人可以展现出惊人的力量。

 他们成功地旋转了一个 3D 物体,该物体的重量是单个机器人质量的 45,000 多倍。

 利用非接触式机制,机器人可以执行高精度任务,例如在液体中转动齿轮、组装复杂结构和运输材料。

 此外,机器人群能够根据环境和目的自主改变其行为模式,不仅可以原地旋转,还可以切换到在表面上爬行的运动,从而实现适应。

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应用领域包括血管内治疗和精密设备组装

 这项新技术有望带来重大进步,尤其是在医学和微制造领域。

 未来,成群的微型机器人可以自主地在人体血管中穿行,清除堵塞的动脉,并在体内直接组装医疗植入物。

 还可以将精细药物精确地输送到特定器官,而不会损伤周围的健康细胞。

 由于无需物理接触,这项技术非常适合组装精密电子元件。这种微涡流控制技术可能是实现非侵入性医疗程序(不会像手术那样对身体造成损伤的程序)的重要一步。

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