科学家们发明了一组微小的磁性机器人，这些机器人协同工作，类似于蚂蚁，使它们能够完成显著的任务，例如移动和举起远大于自身的物体。研究表明，这些在旋转磁场中运行的微型机器人群体，可能能够应对困难环境中的艰巨任务，在这些环境中，单个机器人面临诸多挑战，包括对阻塞动脉进行微创治疗和精确引导小生物。
韩国的研究人员创造了微型磁性机器人群体，它们像蚂蚁一样合作，完成非凡的壮举，例如导航和举起远大于自身的物体。
这些发现于2023年12月18日发表在《Cell Press》期刊的《Device》上，表明这些在旋转磁场中工作的小型机器人群体可用于处理复杂任务，尤其是在单个机器人难以处理的高压力环境中，例如为阻塞动脉提供更少侵入性的治疗选项以及精确引导生物体。
来自韩国汉阳大学有机和纳米工程系的作者之一郑在妍表示：“微型机器人群体对其环境的卓越适应性及其对群体的高度自主控制令人意外。”
郑及其团队考察了在不同任务中具有各种组装模式的微型机器人群体的有效性。他们发现那些具有高纵横比的排列可以越过高达五倍于单个微型机器人长度的障碍，并一个接一个地跃过障碍。
一组大约1000个紧密整合的微型机器人形成了一只漂浮在水面上的筏子，并包裹着一个重量是每个单个机器人2000倍的药丸，从而使群体能够将药物通过液体移动。
在平坦地面上，一个机器人群体成功运输了重量是每个单个机器人350倍的货物，而另一个微型机器人群体则能够清理与堵塞血管类似的阻塞管道。最后，郑的团队利用旋转和轨道运动建立了一种机制，使机器人群体能够引导小型生物的动作。
科学界对机器人群体如何协同实现目标的兴趣日益增长，这灵感来自于蚂蚁的集体行为，蚂蚁团结起来以跨越间隙或形成筏子以躲避洪水。同样，团队合作提高了机器人对失败的抵抗力；即使群体中的某些成员没有实现目标，其他成员仍继续执行他们的编程动作，直到足够多的人取得成功。
关于微型机器人群体的过去研究主要集中在通过点对点接触连接的球形机器人上，郑表示。“在本研究中，研究人员设计了一种使用立方体形状的微型机器人的群体，其更大的表面积导致更强的磁性吸引力，因为每个立方体的整个面都可以连接。”
每个微型机器人高600微米，由含有铁氧体铈钕铁硼（NdFeB）颗粒的环氧树脂主体组成，使其能够对磁场作出反应并与其他微型机器人互动。通过旋转两个相互连接的磁铁诱导出一个磁场，机器人群体可以自行组装。研究人员通过改变它们被磁化的角度，编程使机器人以不同的配置连接在一起。
郑表示：“我们建立了一种经济实惠的大规模生产工艺，使用现场复制成型和磁化，以确保一致的尺寸和磁性特性，从而实现可靠的性能。”
郑解释道：“虽然本研究的结果令人鼓舞，但这些机器人群体在实际应用之前仍需要在自主性上进行改进。”
他继续说：“这些磁性微型机器人群体依赖外部磁力控制，目前无法独立导航复杂或狭窄的区域，如实际的动脉。未来的研究将旨在增强微型机器人群体的自主性，采用实时反馈控制它们的运动和路径等功能。”
