小身材發揮大功效 微型機器人逐漸登上應用大舞台

在漫威超級英雄系列電影中，有一部《蟻人》令人印象深刻，其中主角經常將自己縮小到比納米還小，置身於微觀世界中完成任務的場景，讓現實中的無數科學家心嚮往之。而隨著科技發展到今天，人們也終於不用再沉迷於電影的虛幻之中，微型機器人的出現，帶領人們進入到一個全新的認知世界。

微型機器人正迎來發展

近年來，在美國再工業化、德國工業4.0、中國製造2025等戰略規劃之下，各國的機器人產業獲得了十分迅猛的發展。隨著產業化道路越走越遠，市場化發展越來越成熟，人們開始思索下一代機器人的發展趨勢在哪裡？其中，微型化是大家得出的共同結論之一。

在經過幾十年的關注研究之後，隨著微加工工藝、微感測器、微驅動器以及微結構方面的技術逐漸發展，如今各國終於將微型機器人從幻想變為了現實。而目前，日本作為機器人強國之一已然成為了這方面的代表，其將研發重點放在工業狹窄空間、人體狹窄領域和微型工廠三大領域，所研發出的微型軍用、管道和醫療機器人等產品普遍取得了顯著的成果。

此外，美國、歐洲等國家也在積極研發仿生類微型機器人，我國也在國家基金、科研計劃和高校機構的共同助力下，研發關於管道檢測、人體診療和機械非拆卸維修方面的微型機器人，並獲得了國家政策以及先進技術的大力支持。

如果說小型化趨勢滿足了機器人從生產走向生活，從商用走向家用的需求變化，那麼微型化可以看做是小型化發展的極致。微型化趨勢所開啟的是一個全新的微觀世界，微型機器人將代替人類進入到一些永遠無法親臨的狹小場景之中，實現對人體功能的徹底拓展。在此重大作用和價值面前，我們有理由相信微型機器人的時代即將到來！

三大領域應用大有可為

縱觀各國對微型機器人的研究現狀，筆者發現，它們基本在應用領域方面達成了一定的共識。不管是美國研發的微型昆蟲機器人、日本研發的微型管道機器人還是我國研發的藥物運輸納米機器人，都離不開醫療、軍事和管道檢測三大方面。而事實也證明，微型機器人在這三大領域的確價值有所發揮。

在醫療診治方面，微型機器人的應用價值主要分為兩點，其一是可以充當藥物運輸作用，將藥物更加安全、準確的在人體內進行輸送，將藥效和治療效果發揮到最大化；其二是可以充當手術協助者和實施者的角色，通過對人體內部細緻的監測協助醫生更好開展手術，或者自己進行微創手術，兩者都能推動醫療手術的極大進步。

在管道檢測方面，微型機器人是對管道機器人的一種補充和延伸，當面對核電等環境較為惡劣，或者面對管道過於狹窄的情況時，傳統管道機器人和人類都無法發揮功效，微型機器人就能夠體現出優勢。且微型機器人相比其他的管道檢測方式來說，對管道的影響程度無疑是最小的。

在軍事應用方面，微型機器人拉開了精細化戰爭的序幕，其可以在戰爭中充當微型監測兵、微型特種兵、微型醫療兵等多種角色，對戰爭武器裝備和戰爭手段進行有效提升。

這些關鍵問題有待解決

雖然微型機器人的應用價值十分顯著，應用領域也十分廣泛，但目前各國對於微型機器人的發展仍處於初級階段，其作為一個小而新的機器人細分領域，還有很多關鍵問題亟待解決。

首先是驅動器微型化問題。在微型機器人的發展中，微驅動技術起著至關重要的作用，可以算是微型機器人水平的標誌。而目前，滿足能耗低、結構簡單、易於微型化、位移和力輸出較大、動作響應快、線性控制性能好等要求的驅動器還無法實現，未來仍需加大研究。

其次是能源供給問題。眼下，微型機器人中的很多執行機構普遍採用電驅方式，供應能源的導線經常會對機器人的運動造成影響，未來能源供應的無纜化將是重要趨勢。而要實現無纜化，就必須解決無纜微波能源和無纜數據傳輸技術，同時研發小尺寸的高容量電池。

最後是安全性問題。微型機器人不管是應用於人體還是管道之中，所處的環境對可靠性和安全性要求都比較高，這就需要微型機器人在材料、功能和技術等方面做出適應，確保作業的安全性，並保證自身的排障功能。

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