近日，清華大學海洋軟體機器人與智能傳感實驗室副教授曲鈞天團隊在磁驅(qū)動微型軟體機器人領(lǐng)域取得新進展。團隊開發(fā)的基于電磁線圈陣列可編程操控平臺，讓磁性機器人能夠像“液滴”一樣靈活移動。

磁驅(qū)動微型軟體機器人具備可編程變形能力和多模態(tài)運動特性，能在復(fù)雜環(huán)境中靈活執(zhí)行各類操作任務(wù)。然而，現(xiàn)有基于彈性軟體材料的機器人自主變形能力有限，難以在狹窄縫隙中自由導(dǎo)航。

“圍繞機器人在大規(guī)模、獨立與可編程操控方面的關(guān)鍵技術(shù)難題，我們首先構(gòu)建了一種高密度分布式電磁線圈陣列，在毫米尺度上實現(xiàn)機器人的可編程操控。”曲鈞天介紹，平臺集成了144個小尺寸電磁線圈，能在113毫米見方的工作空間內(nèi)生成多個局部磁場，實現(xiàn)多點獨立驅(qū)動。

通過調(diào)節(jié)相鄰線圈電流的方向與幅值，平臺就能誘導(dǎo)機器人發(fā)生可逆分裂與合并。當兩個線圈施加方向相反的電流時，可驅(qū)動“液滴”產(chǎn)生拉伸形變；進一步調(diào)節(jié)磁場強度比，還能精確控制分裂后的“液滴”體積比。

實驗證明，機器人在復(fù)雜任務(wù)場景下具備高效協(xié)同能力，包括自主排序、圖案重構(gòu)、數(shù)字顯示、摩斯編碼和流體混合等功能。曲鈞天表示，該成果為海洋微流控、器官芯片、生物醫(yī)學工程等領(lǐng)域提供了一種全新的微尺度智能操作范式，有望拓展磁驅(qū)動微型軟體機器人在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用邊界。