宾大密歇根大学联合研制全球最小自主可编程机器人

美国宾夕法尼亚大学与密歇根大学的研究团队于2026年1月宣布，他们成功开发出全球最小、具备完全自主性和可编程能力的机器人。这些微型机器人的尺寸被精确控制在200 x 300 x 50微米，小于一粒食盐的体积，标志着在亚毫米级尺度上实现了无需外部物理干预的自主化。该研究成果已在《Science Robotics》和《Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)》等权威学术期刊上发表。

这些微型设备的制造成本极低，据估算每个单元的生产成本约为一美分。在能源效率方面，它们实现了显著突破，仅依靠从LED获取的光能，便能持续运行数月。为解决微观尺度下的能源供应挑战，研究人员为其设计了可在极低电压下运行的定制电路，使得功耗相较于传统方案降低了超过一千倍，其微型太阳能电池板产生的电能约为75纳瓦。

在运动机制上，这些机器人摒弃了传统机械推进方式，转而采用适应微观物理环境的创新策略。它们并非通过推开水体“游泳”，而是通过精确调控产生的电场来驱动周围液体中的带电粒子（离子）运动，这种离子流动产生的反作用力形成了推动机器人前进的水流。通过对电场的精细调制，机器人得以灵活改变方向并沿着预设的复杂轨迹移动，甚至展现出类似于鱼群聚集的协同行为模式。

实现这种自主性依赖于高度集成的微型计算机芯片，该芯片的尺寸仅为半毫米的零头，使得机器人能够实时感知环境、处理信息并自主决策。这一集成计算能力得益于密歇根大学David Blaauw团队在“世界最小计算机”开发上的专长，以及与宾夕法尼亚大学Mark Miskin团队的紧密合作。机器人还发展出一种独特的通信方式，通过编码特定的运动模式，向研究人员回传局部温度等环境数据，构成了感知、决策与行动的完整闭环。

研究人员指出，在实现这种亚毫米级自主性之前，整个领域曾面临一个长达近四十年的技术瓶颈，即如何使电子元件的微型化进程与机器人的自主化进程实现同步。这项创新技术为生物医学领域，特别是对单个细胞健康状况进行实时监测，以及在微纳尺度制造领域开辟了新的应用前景。