微型机器人获新“导航” 光控精准移动

最新研究表明，将爱因斯坦相对论的数学原理与机器人技术结合，为未来医疗机器人开辟了新的可能性。微型机器人，即尺寸小于一毫米的装置，已成为当前机器人领域最活跃的研究方向之一。这些微型机器人可以执行许多精细任务，如进入人体定向给药、清理水体污染物或在微观尺度雕刻材料。然而，随着机器人尺寸减小，其功能受到限制，传感器、电池和处理器的空间及能源需求使得现有的微型机器人难以进行复杂计算或信息处理。

研究人员提出了一种新思路：让机器人直接对外部环境刺激作出响应，而不是依赖复杂的指令或持续监控。当机器人的驱动装置接收到不同强度的外界刺激时，它会自动转向，外部环境成为机器人的控制系统。设计能引导机器人复杂行为的“场”非常困难。近日发表在英国《npj Robotics》期刊上的一项研究突破了这一瓶颈。研究者发现，这些机器人的运动方程与爱因斯坦相对论存在呼应。根据广义相对论，引力会使有质量的物体周围的时空发生弯曲，光和物体沿着最短路径运动时，这些路径看起来会因质量而弯曲。因此，研究人员提出了“人工时空”框架，通过精心设计环境中的光线来引导机器人行为。实验显示，投影仪在机器人移动的平板上生成照明图案后，光强度的变化形成控制场，能够引导机器人实现圆周运动、波浪式前进或按特定角度转向。

这项研究提供了一种新视角：不再改造机器人本身，而是改变它们移动的空间。这种策略使微型机器人能够穿越复杂解剖结构，并降低对存储和计算资源的需求。