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分布式智能微机器人可在水中交流协作
2025年08月30日 14:28:28
来源：化工仪器网 点击量：4749
近日，德国开姆尼茨工业大学的研究团队在微型机器人领域取得重大突破，成功开发出一种名为“smartlets”的分布式智能微机器人系统。
近日，德国开姆尼茨工业大学的研究团队在微型机器人领域取得重大突破，成功开发出一种名为“smartlets”的分布式智能微机器人系统。这些机器人能在水中通过光进行通信、相互响应并协同作业，标志着微机器人系统向真正意义上的智能协作迈出了关键一步。该项研究成果已发表于权威期刊《科学·机器人学》。
“smartlets”的设计灵感来源于折纸艺术。研究团队采用先进的柔性制造工艺，以智能折叠电路材料为基础，让二维的平面电子系统能够自主卷曲并折叠成中空的微型立方体。这种精巧的结构设计带来了双重优势：立方体结构大大增加了可用表面面积，能够同时容纳太阳能收集器、微型计算单元和光信号系统；机器人的内外表面均具备功能，支持与外界环境及其他机器人的交互与运动。
在水下环境中，“smartlets”展现出了其独特的工作方式：它们通过内置的“气泡发动机”产生浮力，从而实现上浮和下潜的垂直运动。机器人能发出光脉冲信号，以此向附近的同伴传递指令。这是整个系统的核心创新——光同时充当了能源（通过太阳能收集器）和信息媒介。当某个机器人接收到光信号时，其内置的定制微芯片会立即解码信息，并触发相应的动作。这使得多个机器人能够完成信号驱动的运动、实现同步闪烁、集群协调等复杂行为。
研究团队强调，这种基于光的“无线通信回路”是一个关键创新，它使得机器人间的交流与协作无需依赖任何外部设备(如全局摄像头、磁铁或大型天线)，提供了一条极其紧凑且高度可扩展的技术路径。
凭借其无束缚、生物相容性好和环境响应能力强的特点，“smartlets”的应用潜力远不止于实验室演示。研究团队展望了其未来可能肩负的多项任务：大规模部署用于水质实时监测；作为微创诊断平台，在人体内进行定向检测和药物输送；进入管道、废墟等难以触及的区域进行探查。
研究团队目前正尝试通过增加化学与声学传感模块进一步提升其自主性能。这些机器人集群有望进化成一个动态的“数字生物群落”。在这个群落中，大量智能体像自然界的生物一样，各自承担感知、通信、移动或计算等 specialized 功能，并通过协同整合，成为一个能够在新颖、复杂的流体环境中自主感知、行动和自适应的完整机器人有机体。
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