使用激光从气泡中创建微型机器人[视频]

由气泡产生的微型机器人可以将小块操纵成相互连接的结构。

机器人被广泛用于在工厂中制造汽车，喷漆飞机和缝制衣服，但是微观部件（例如用于生物医学应用的部件）的组装尚未实现自动化。激光可能是解决方案。现在，在 ACS应用材料与界面中报道的研究人员已经使用激光从气泡中产生微型机器人，该气泡将小块提起，掉落并操纵成相互连接的结构。在此处观看运行中的气泡微型机器人的视频：

随着制造的小型化，现在正在构造的物体只有几百微米长，大约只有一张纸的厚度。但是很难用手放置这么小的碎片。在以前的研究中，科学家使用光或声音组装2D物品来创建微小的气泡。同样，在最近的实验中，由激光产生的微气泡，聚焦且强大的光束可以在3D空间中旋转形状。

尽管这些气泡微型机器人可以操纵2D和3D对象，但它们无法连接独立的组件，然后将它们作为单个实体移动。因此，焦念东，刘连渠和他的同事们希望在他们以前的激光工作基础上，开发出能够形成不可分割的形状并控制其运动的气泡微型机器人。

研究人员通过将激光聚焦在树脂制成的一小部分下方，从而在水中产生了微气泡。气泡的大小是通过快速打开和关闭激光来控制的，“开启”位置会花费更多的时间，从而产生更大的气泡。然后，该团队通过移动激光器的位置制作了一个移动气泡机器人。激光关闭后，气泡会慢慢溶解，使树脂滴落到位。

然后，该团队将具有不同功能的多个气泡组合在一起，以制造微型机器人，该微型机器人可以举起和放下零件，将单个零件移动到指定位置，充当旋转轴或推动组装的对象。

牢固地连接了各种关节，生产出三叉和四叉齿轮，蛇形链和微型3D车辆。研究人员说，气泡微型机器人对包括生物组织工程学在内的制造业的未来产生了影响。

参考：戴立国，林道静，王晓东，焦念东和刘连清，“使用多功能气泡微型机器人的微型零件的集成组装和灵活运动”，2020年12月10日，ACS应用材料与接口。DOI：
10.1021 / acsami.0c17518

作者感谢中国国家自然科学基金，中国科学院前沿科学重点研究计划和CAS / SAFEA创新研究团队国际合作计划的资助。