萊登大學的研究人員開發出一種微型機器人，這些機器人能夠在沒有大腦、傳感器或軟件的情況下，自主移動、導航和適應環境。它們的行為完全由其物理結構及與環境的互動驅動。這些機器人的長度僅為數十微米，遠小於人類頭髮的寬度。儘管體型微小，它們卻能游泳並以類似生命的方式對障礙做出反應。由丹妮拉·克拉夫特教授和研究員韋孟詩領導的團隊，將這些機器人設計為由連接段組成的靈活鏈條。當受到電場的影響時，這些結構會自行運動。這些機器人並不依賴電子元件，而是利用其形狀和靈活性來生成運動，並實時調整以適應周圍環境。
這一概念靈感源自於動物的運動方式。蠕蟲和蛇在狹窄和複雜的空間中不斷改變其體型以便移動。這些動物在運動時會持續調整形狀，以幫助它們導航環境。大型機器人同樣利用靈活性來實現其功能。然而，迄今為止，微型機器人要麼是小而剛性的，要麼是大而靈活的。克拉夫特表示，我們想知道是否能在實驗室中實現小型靈活的微型機器人。
為了製作這些機器人，團隊使用了高精度的 3D 微型打印機。每個元素大小約為 5 微米，由小至 0.5 微米的關節連接而成。這些結構被構建為自我推進元素的鏈條，集體生成運動。一旦啟動，這些機器人的移動速度約為 7 微米每秒。製造過程利用先進的微打印系統，能在當前製造極限下運行，實現極小尺度的靈活性和結構精度。
當啟動時，這些機器人以波浪狀的運動前進。其靈活的設計使它們在沒有程序指令的情況下彎曲並向前推進。研究人員發現，機器人的運動和形狀之間不斷相互影響。這種反饋機制使它們能在環境條件變化時自動調整。克拉夫特補充道，我們發現機器人的形狀和運動之間存在持續的反饋：形狀影響它的移動，而運動又改變了其形狀。因此，這種微型機器人能夠感知環境如何改變其身體並對其做出反應，讓它們看起來更像生命體。這意味著我們不需要微型電子元件來整合智能能力，克拉夫特表示。
這些機器人能夠在沒有控制系統的情況下避開障礙物並改變方向。它們還能穿越擁擠的環境，並將物體推開。當機器人減速甚至停下時，它會開始搖動尾巴，彷彿想要脫身，韋說。研究人員表示，這項技術可能支持如靶向藥物傳遞和微創手術等應用。下一步是更好地理解這種行為是如何從簡單的物理互動中產生的。這項研究已發表於《PNAS》期刊。
