科学家3D打印比蚂蚁还小的机器人 不用电就能跑

蚂蚁虽小，力大无穷。看过漫威电影《蚁人》的朋友可能更有感触，协同工作下的蚂蚁，往往可以更大规模的执行任务。

近日，来自美国佐治亚理工学院的研究员们就创造出了一种新型微型3D打印机器人。它只有2毫米长，1.8毫米宽，0.8毫米厚，重5毫克，实际大小比一般的蚂蚁还要小。但不要小看它，研究员表示，这些微型的机器人有朝一日可能会组队分组工作，以感知环境变化，移动材料，并且可能将来会在人体内完成伤害修复等医疗任务。

佐治亚理工学院给这个款微型机器人命名为“微型鬃毛机器人”（ micro-bristle-bot）。它由粘贴在聚合物身体上的压电致动器组成，聚合物身体由双光子聚合光刻（TPP）技术3D打印而成。由于没有足够小的电池可以安装到机器人身体上，研究团队为机器人设计了看起来就像鬃毛一样的“脚”。当机器人接受到特定频率的振动，这些鬃毛一般的脚就会开始运动。

具体来说，这款微型机器人可响应不同的振动频率。这些振动的来源，可以是压电制动器、超声波或是扬声器，一切在于研究人员如何设计“鬃毛”的形态。振动迫使弹力腿向上和向下移动，推动微型机器人前进。每个机器人可以根据腿的尺寸、直径、设计和整体几何形状，被设计用于响应不同的振动频率。振动的幅度控制微型机器人运动的速度。

“随着微型鬃毛机器人进行上下运动，经过特别设计的脚会将这种垂直运动转换为一种具有特定方向的运动。我们在设计机器人脚的时候，已经考虑其形态对运动方向的影响，确保机器人可根据振动来进行特定方向的移动。”佐治亚理工学院的研究团队介绍道。

研究人员表示，可通过调整振动来控制单个机器人。虽然这些机器人受制于小尺寸的物理局限性，但是它们仍然可以在一秒钟之内覆盖四倍于其自身长度的区域。

另外，这款微型机器人采用TPP工艺在3D打印机中制造而成，TPP工艺聚合了单体树脂材料。树脂块通过化学方法开发成功之后，它的某个部分就会受到紫外线照射，而其余部分会被清洗掉，从而留下我们要想的机器人结构。

据悉，为了找出更好的形态，论文第一作者金德宇（DeaGyu Kim）制造了数百种不同的机构原型。目前，这款机器人有两种版本，一种有四只脚，另一种则有六只脚。这篇描述微型鬃毛机器人的论文已经发表在《微机械与微工程期刊》上。这项研究得到了佐治亚理工学院电子与纳米技术研究所种子基金的资助。