【為什麼我們要挑選這篇文章】近來機器人大舉應用在醫療與製造業領域，以減少人為出錯與加快作業速度，然而機器人在面臨不規則場域時，移動的「精準度」也成為許多開發者頭痛的問題。
南洋理工大學研發出 2 款透過「磁力」遠端控制的微型機器人，其最大的特色就是能在六個自由度中快速旋轉，有望在未來應用於醫療產業精密的外科手術與製造業的「微型工廠」建造中。（責任編輯：何泰霖）
最近，新加坡南洋理工大學的研究小組成功開發出最新的微型機器人。
與過去相比，新的微型機器人能夠沿著三個座標軸實現平移運動和旋轉運動，同時，該機器人在關鍵的第六個自由度（DoF）中旋轉的速度較過去快 43 倍。
新型機器人的製作是將磁性微粒嵌入到具有生物相容性的聚合物中，這類「軟」材料的特性，讓它可以複製重要的機械特徵，比如像水母一樣「游泳」，或者抓握的能力，便於拾取和放置物體。
而當外部透過電腦執行「程式語言」改變磁場的強度與方向時，機器人可以執行其所需的功能。
該研究已於 2021 年 5 月發表在科學期刊 Advanced Materials 上，並作為 6 月 10 日刊物的封面。
該研究的主要作者、機械與航太工程學院的 Lum Guo Zhan 說，團隊取得成就的關鍵在於發現了磁場「難以捉摸的」的第三個也是最後一個主向量，這對控制此類機器人至關重要。
相比之下，過去施加的磁場僅由兩個主向量進行定義。
「團隊透過這項研究，試圖掌握具有六個自由度運動控制的微型機器人，其基本的工作原理。在充分了解這些微型機器人的物理特性，我們現在能夠準確地控制它們運動。此外，我們提出的製造方法可以磁化這些機器人，以產生比其他現有設備大 51 到297 倍的六個自由度扭矩。該項研究代表了小型機器人技術的重大進步。」 Lum 說。
磁控微型機器人，有望用於醫療手術和製造業
南大團隊表示，微型機器人大約只有一粒米那麼大，可用在現有機器人無法進入的狹窄封閉空間，尤其在醫學領域作用特別適合。
機器人的運動可以由操作人員遠端控制，只需使用在電腦上執行的程式，就可以精確地改變電磁線圈系統產生的磁場強度和方向。
團隊表示，未來，微型機器人還可開創一些用在大腦和「難以觸及」的重要器官上新型外科手術。不過，在該機器人正式落地之前，還需要進行大量的工作和測試。
該研究的共同作者、機械與航太工程學院的博士生 Xu Changyu 和 Yang Zilin 說：「除了手術之外，該機器人在生物醫學應用也有一定價值，如組裝實驗室晶片（ lab-on-chip）設備，透過在一個晶片上整合幾個實驗室化學、生物分析功能，可用於臨床診斷。」
2 大新機器人，一種能像水母般旋轉穿越障礙物
在實驗中，研究小組還展示了微型機器人的靈巧和速度。
研究小組主要展示了一個受水母啟發的機器人，該機器人能懸浮在水中，同時能夠快速游過障礙物上的一個狹窄開口。
這項展示證明，該機器人能夠在動態和不確定的環境中穿越障礙物，這可能是它們未來在生物醫學領域的應用中能大有作為的地方。
為了展示精確的方向控制，該微型機器人還在其第六個自由度運動中創下記錄，每秒 能有 173 度的旋轉速度，這個速度超過了現有微型機器人所達到的最快旋轉速度。
另外，另一個抓取機器人，科學家們能夠在不到 5 分鐘的時間內組裝一個在兩個 Y 形高蹺上的桿子組成的 3D 結構，比現有的微型機器人的速度快了大約 20 倍。
研究人員說，這一概念驗證表明，有朝一日機器人可能會用於建造微型設備的「微型工廠」中。
南洋理工大學的團隊希望將他們的機器人做得更小，達到幾百微米的規模，並最終使機器人在控制方面完全自主。
（本文經合作夥伴 大數據文摘 授權轉載，並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題，原文標題為 〈南洋理工大學最新微型機器人：可遙控，旋轉速度超目前最快43倍 〉。）
參考資料：sciencedaily
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