像蚂蚁一样的机器人群以惊人的合力举起重物

这些机器人受到蚂蚁的启发，有望应用于医疗领域，但需要进一步提高自主性。

韩国科学家研制出了成群的微型机器人，它们模仿蚂蚁的协作行为来完成运输物体和引导生物等任务。

韩国科学家研制出了成群的微小磁性机器人，它们像蚂蚁一样协同工作，完成了许多艰巨的任务，包括穿越和拾取比它们大许多倍的物体。12月18日，细胞出版社在《设备》（Device）杂志上发表了一项研究报告，称这些机器人在旋转磁场下工作，能够应对单个机器人难以应付的复杂挑战。潜在的应用包括为动脉堵塞提供微创治疗，以及在苛刻的环境中精确操控生物样本。

本文作者、韩国首尔汉阳大学有机与纳米工程系的Jeong Jae Wie说："微机器人群对周围环境的高度适应性和群控制的高度自主性令人惊讶。"

Wie 及其同事测试了具有不同装配结构的微型机器人群在执行各种任务时的表现。 他们发现，高纵横比组装的微机器人群可以攀爬比单个微机器人体长高五倍的障碍物，并能一个接一个地将自己扔过障碍物。

由 1000 个高密度包装的微型机器人组成的大型机器人群形成了一个漂浮在水面上的筏子，并将自己包裹在比每个机器人重 2000 倍的药片上，使机器人群能够通过液体运输药物。

在陆地上，一个机器人群能够运送比单个机器人重 350 倍的货物，而另一个微型机器人群则能够疏通类似堵塞血管的管道。最后，通过旋转和轨道拖动运动，Wie 的团队开发出了一种系统，通过该系统，机器人群可以引导小型生物的运动。

科学家们对研究机器人群如何集体实现目标的兴趣与日俱增，他们的灵感来自于蚂蚁如何联合起来弥补道路上的缝隙，或者如何挤成木筏的形状在洪水中生存。同样，团结协作使机器人更能抵御失败--即使群体中的某些成员没有达到目标，其余成员也会继续执行它们的程序动作，直到有足够多的成员最终成功。

Wie说："以前的群体机器人研究主要集中在球形机器人上，它们通过点对点接触聚集在一起。在这项研究中，研究人员设计了一种由立方体状微型机器人组成的群体，这种机器人具有更强的磁吸引力，因为它们的表面积更大，每个立方体的整个面都能接触到。"

每个微型机器人高 600 微米，由环氧树脂主体组成，内嵌铁磁性钕铁硼（NdFeB）颗粒，使其能够对磁场做出反应，并与其他微型机器人互动。通过旋转两个相连的磁铁产生的磁场为机器人提供动力，机器人群就能自我组装。研究人员通过改变机器人被磁化的角度，对机器人进行编程，使它们以不同的配置组合在一起。

Wie说："我们开发了一种经济高效的批量生产方法，利用现场复制成型和磁化，确保几何形状和磁化曲线的统一，从而实现一致的性能。虽然研究结果很有希望，但磁性微机器人群还需要更高水平的自主性，才能在现实世界中应用。"

磁性微型机器人群需要外部磁力控制，缺乏自主导航复杂或狭窄空间（如真实动脉）的能力。未来的研究将侧重于提高微机器人群的自主水平，例如对其运动和轨迹进行实时反馈控制。