NTU的科學家研發了一種由磁場控制的毫米級機器人，可以實現在複雜環境中的高度可控、靈活的操作，有望應用于生物醫學和制造業。
研發過程與特征
新加坡南洋理工大學的一個科研團隊通過把磁性微粒嵌入具有生物相容性的無害聚合物，發明了一種毫米級機器人，可以執行更爲複雜、靈活、快速的操作。操作員通過改變計算機程序，改變磁場的強度和方向，從而實現遠程控制機器人的運動。
Miniature Robots 圖片來源：NTU Singapore
與現存微型機器人不同的是，NTU自制的機器人優化了六自由度。六自由度是指沿著三個直角坐標軸方向的平移自由度和圍繞這三個軸的轉動自由度。在精確控制方向的前提下，這種新型機器人的旋轉速度可以比現存的六自由度機器人快43倍。
該研究的第一作者表示，團隊的成功就在于發現了磁場中“難以捉摸”的第三和最後一個主矢量，從而更加准確快速地控制機器人的行爲。之前的研究只用了兩個主矢量定義磁場。他們提出的這種方法，可以使機器人的六自由度轉矩擴大51至297倍，這一關鍵發現代表了微型機器人技術的重大進步。
從左至右：Assistant Professor Lum Guo Zhan,
Ph.D. students Yang Zilin and Xu Changyu
圖片來源：NTU Singapore
醫學與制造業應用前景
醫學
機器人越過障礙 圖片來源：ADVANCED MATERIALS
在一個仿生水母機器人的實驗中，微型機器人可以快速地越過各種障礙、穿過一條狹窄的通道。該實驗表明，這些機器人能夠應用于不確定的動態環境中，並進入現有機器人無法到達的封閉空間。
人腦結構圖 圖文來源：網絡
因此在未來，這種微型機器人還可能爲“難以到達”的重要器官（如大腦）進行創新的外科手術，但在機器人最終被部署于特定的醫療領域前，仍需要大量的工作和測試。除了外科手術，該微型機器人還可以組裝集成了多個實驗室流程功能的芯片設備，用于臨床診斷。
制造業
機器人組裝3D結構 圖片來源：ADVANCED MATERIALS
利用這種微型機器人快速靈活操作的特點，將它們作爲機器人抓手，可以實現在不到5分鍾的時間裏組裝一個3D結構，比現有的微型機器人快20倍。因此，這種機器人將有望應用于制造微型設備的“微型工廠”中。
NTU機械與航空航天工程學院的一位教授說：“這款微型機器人的發明，完美地說明了當工程創新基于科學原理的深刻理解時，是如何幫助我們研發出造福人類的先進機器人的。這項研究可以在許多領域産生深遠的影響：從創新的外科手術方法到未來制造中的微型裝配。”
目前，該研究團隊正在研發幾百微米量級的機器人，並最終實現機器人的自動化控制。
參考文獻：
1. “NTU Singapore scientists make highly manoeuvrable miniature robots controlled by magnetic fields” NTU Media Release;
2. “Miniature Robots with Six Degrees of Freedom” Machine Design.
