智東西（公眾號：zhidxcom）
文 | 王穎
“小”似(si)乎成為技(ji)術(shu)進步的(de)標(biao)志，把眾多硬件(jian)和軟件(jian)集成到越小的(de)載(zai)體上(shang)就越能(neng)體現技(ji)術(shu)能(neng)力。
從(cong)像磚(zhuan)頭一(yi)樣的(de)大哥大到(dao)(dao)越來越追求輕巧纖(xian)薄(bo)的(de)智(zhi)能(neng)手(shou)機，從(cong)“大屁股”電(dian)視到(dao)(dao)超薄(bo)液晶電(dian)視，電(dian)視占用的(de)生活(huo)空間越來越小。
近年來(lai)，隨(sui)著人口紅利(li)的逐漸消失(shi)，各領域(yu)都(dou)在形(xing)成產業發展的新趨勢，微(wei)型(xing)化成了一個新的趨勢。
雖然微型機器人的概念已(yi)經出現幾十年了，但由于技術(shu)的限制，長久以來一(yi)直沒有重點發(fa)展。
這幾(ji)年，隨著(zhu)微加工工藝(yi)、微傳(chuan)感器、微驅動器等技(ji)術能力的發展，微型(xing)機器人在大規(gui)模集成電路(lu)制造(zao)技(ji)術的基礎(chu)上(shang)，開(kai)始越來越受到重視。
我(wo)們總(zong)結了一(yi)年來全球研發微型(xing)機器人的種類和應用場景，似(si)乎找到了一(yi)些規律。
從全球(qiu)最近(jin)一(yi)年的研究成果來看，微型(xing)機(ji)器(qi)人在精準醫療領域將大(da)有作為。
一、微型機器人正變得更小、更快、更強
還記(ji)得《西游記(ji)》里(li)孫悟空變成蟲(chong)子飛進妖(yao)怪肚(du)子里(li)的情(qing)節么？還認為科幻電影里(li)微型(xing)追(zhui)蹤器被植入人體是(shi)科技幻想么？
現代科技告訴我(wo)們，一切藝術都源于生活，無(wu)論是神話還(huan)是科幻終有一天(tian)會(hui)成為現實。
最近，瑞士ETH研究所(suo)研發了一種形似(si)千紙鶴的機器(qi)(qi)人。這種機器(qi)(qi)人的直(zhi)徑只(zhi)有幾微(wei)米(mi)，還(huan)可(ke)以利用磁場進行磁性(xing)編程。
千(qian)紙鶴機器人可(ke)以(yi)在人體血管中移動，執行殺死癌細(xi)胞的任務(wu)。
微型(xing)機(ji)器人的研究似(si)乎(hu)進入(ru)了井噴期，幾(ji)乎(hu)每個月(yue)都有新機(ji)器人面世(shi)。
僅今年下半年，從7月開始，美國佐治亞理工學(xue)院公布了他(ta)們研發的一種3D打印機器人，長度約為2毫米，相(xiang)當于世界上最小螞(ma)蟻(yi)的大小。
這種“螞蟻”機(ji)器人(ren)的運動速度(du)極快(kuai)，可(ke)以在1秒鐘內移動自(zi)身長度(du)4倍(bei)的距離(li)。
今年8月，清(qing)華(hua)大學和加州伯(bo)克利大學分校研究人員共(gong)同開發的(de)軟(ruan)體機器人Red Stars也以(yi)超快的(de)行(xing)進速度引起(qi)了熱議(yi)。
這種軟體機器人除了(le)能以每(mei)秒(miao)20倍身(shen)長的速度移動，還有軟體獨(du)特的優勢，即使(shi)被踩扁了(le)也(ye)能繼續移動。
而且，比以往的軟體機器人更勝一籌的方面(mian)在于，Red stars的有效載荷(he)是(shi)自身重量的6倍，還能承受超過自身重量100萬倍的壓力，被壓扁后(hou)還能繼續(xu)爬行。
一個月(yue)后，麻省(sheng)理工學(xue)院的華人教授(shou)團(tuan)隊開發了(le)一種線狀機器(qi)人，可以(yi)穿過人體(ti)復雜的腦血管，治療動脈瘤和中風等疾病(bing)。
線(xian)狀機器人(ren)是通過3D打印(yin)技術制作的，添加了(le)釹鐵磁的鎳(nie)鈦合金材料，具有(you)可固定(ding)性，能(neng)夠使液態(tai)的合金材料形成(cheng)線(xian)狀。
美國(guo)機器人行業風險投資公司創始人Oliver Mitchell發表了一篇文章，介(jie)紹了一種用(yong)于管道檢修的微型機器人。
除(chu)了這些已經成型的微型機(ji)器人外，麻省理工學(xue)院(yuan)還研(yan)發了一種(zhong)微型可移動(dong)的電機(ji)。
這(zhe)種微(wei)(wei)型(xing)電(dian)機(ji)(ji)如果能(neng)應用(yong)在更廣(guang)泛的微(wei)(wei)型(xing)機(ji)(ji)器人(ren)設計中，將可能(neng)把微(wei)(wei)型(xing)機(ji)(ji)器人(ren)組裝變得更有靈活性。
二、3大類微型機器人應用于不同場景
微(wei)型(xing)機器(qi)人(ren)按(an)(an)照(zhao)應(ying)用場(chang)景的不同可以劃分為(wei)3大類，固定安裝在某一地方用于探測的微(wei)型(xing)機器(qi)人(ren)、可以按(an)(an)照(zhao)設(she)計(ji)路線固定移動的巡檢微(wei)型(xing)機器(qi)人(ren)和能夠安裝在動物或(huo)昆(kun)蟲身上甚至進入生物體內的微(wei)型(xing)機器(qi)人(ren)。
固(gu)定安裝(zhuang)的微型(xing)機器人與監控(kong)攝像頭的區別在于(yu)體積更小，而且裝(zhuang)有各種微型(xing)傳感器，可(ke)以探測出紅外輻射(she)、地(di)面(mian)震(zhen)動、磁場變化(hua)等。
可移動的(de)微型機器人(ren)一般(ban)按照(zhao)預定的(de)程(cheng)序設計進入需要檢查的(de)場地(di)，將動態(tai)收集的(de)信(xin)息(xi)傳回后臺(tai)。
這(zhe)種微型(xing)機器人與固(gu)定安裝的(de)微型(xing)機器人相(xiang)比，有(you)更強的(de)靈活性(xing)，能在更大(da)的(de)范圍執行任務，同時(shi)因為體積小可以做(zuo)到更好(hao)的(de)隱蔽，也(ye)不會(hui)形成障礙。
能安裝在生物體或直接進(jin)入體內的微型機器人是現階段研究的重點。
曾(ceng)有研發人員直(zhi)接在(zai)蟑螂身上安裝了神經控(kong)(kong)制器(qi)，通過(guo)電線與(yu)蟑螂的觸(chu)角相連從而控(kong)(kong)制蟑螂前進的方向(xiang)。
最近深圳先進院在微型軟體機(ji)器人的研發(fa)上又取得(de)了新(xin)的進展，研發(fa)了一(yi)種以硅膠為基質的軟體薄膜(mo)微型機(ji)器人。
這種機器人可以在粘性液體中游動，能避免對人體器官和組織造(zao)成損傷。
三、精準醫療領域顯神通
微型(xing)機器人可(ke)以進入人無法進入的危險或狹(xia)小地(di)方，比如(ru)水油管道、救災(zai)現(xian)場甚至生(sheng)物體內。
微型(xing)機器人可用于農業、管道修復、救災和醫療等(deng)領域，場景(jing)廣(guang)泛(fan)。
最早(zao)，美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航空(kong)航天局（NASA）曾(ceng)希望在軍事領(ling)域(yu)應用微型(xing)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人，還(huan)與美國(guo)(guo)國(guo)(guo)防高級(ji)研究計劃局（DARPA）制定(ding)了一(yi)系列計劃，進行軍用微型(xing)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人的研究。
從最近一段時(shi)間全球的研發(fa)趨勢來看，醫療領域將會(hui)成為微型機器(qi)人(ren)重要應用場景。
隨著醫(yi)療(liao)(liao)技術的需求越來越高，機器(qi)人微型(xing)化(hua)的不斷(duan)發展，用(yong)于醫(yi)療(liao)(liao)領域的微型(xing)機器(qi)人就應運(yun)而生(sheng)了。
像視網膜(mo)開刀、血管(guan)內癌細胞(bao)控制等(deng)具(ju)有(you)高(gao)(gao)精度、高(gao)(gao)技術要求的醫療手段(duan)，就需(xu)要微型機器人的介入。
機(ji)器(qi)(qi)人的操作更(geng)具穩(wen)定性(xing)，更(geng)小(xiao)的體積也(ye)(ye)便于進入人體器(qi)(qi)官或血管(guan)中，微(wei)型機(ji)器(qi)(qi)人可以(yi)將藥物輸送到“病毒區”，手術的創傷也(ye)(ye)相對較小(xiao)。
結語：微型機器人將引發機械學革命
微型機器人最大的優(you)勢(shi)就(jiu)是(shi)可以進入人類無法到達的地方(fang)，去觀(guan)察環境、監測風險、排除故障。
除了醫療(liao)領(ling)域(yu)，微(wei)型機器人(ren)在水油管道中可以(yi)進(jin)行檢修，在救災現(xian)場(chang)可以(yi)進(jin)入(ru)一線(xian)傳回(hui)現(xian)場(chang)信(xin)息。
隨著(zhu)人工智(zhi)能的(de)發展(zhan)，微型(xing)(xing)機器人的(de)概念也將不(bu)斷擴大，各種微型(xing)(xing)智(zhi)能家(jia)電也會變得更加(jia)小巧、更具多用性。
微(wei)型機器人(ren)將(jiang)引發一場(chang)機械學革命。
