遇到障碍时可自动分解，越过障碍后又能融合到一起。近日，清华大学海洋软体『机器人』️与智能传感实验室副教授曲钧天团队在磁驱动微型软体『机器人』️领域取得新进展，让科幻电影中的情节走进现实。团队开发出一套基于电磁线圈阵列的可编程操控平台，让磁性『机器人』️像“液滴”一样实现灵活移动。
磁驱动微型 软体『机器人』️应用前景
磁驱动微型软体『机器人』️具备可编程变形能力和多模态运动特性，能在复杂环境中灵活执行各类操作任务，应用前景广阔。然而，现有基于弹性软体材料的『机器人』️自主变形能力有限，难以在狭窄缝隙中自由导航。
“围绕『机器人』️在大规模、独立与可编程操控方面的关键技术难题，我们首先构建了一种高密度分布式电磁线圈阵列，在毫米尺度上实现『机器人』️的可编程操控。”曲钧天介绍，平台集成了144个小尺寸电磁线圈，能在113×113平方毫米的工作空间内生成多个局部磁场，实现多点独立驱动。
通过调节相邻线圈电流的方向与幅值，平台就能诱导『机器人』️发生可逆分裂与合并。当两个线圈施加方向相反的电流时，可驱动“液滴”产生拉伸形变；进一步调节磁场强度比，还能精确控制分裂后的“液滴”体积比。为了让分裂后的『机器人』️在任务中不“撞车”，团队研究出了一种基于视觉反馈的离散闭环控制策略——通过顶部相机📷️获取『机器人』️的实时位置，结合预定义轨迹，逐步激活对应线圈，驱动『机器人』️到达目标点，将误差控制在1毫米以内。
实验证明，『机器人』️在复杂任务场景下具备高效协同能力，包括自主排序、图案重构、数字显示、摩斯编码和流体混合等功能。例如，系统可以动态调整“液滴”阵列，快速切换不同字母或摩斯码图案，完成信息的可视化编码。在流体混合实验中，多个『机器人』️分别从不同通道泵入染料，并在混合区完成主动搅拌，展现出该平台在数字微流控、反应调控与材料合成等领域的应用前景。
曲钧天表示，该成果为海洋微流控、器官『芯片』、生物医学工程等领域提供了一种全新的微尺度智能操作范式，有望拓展磁驱动微型软体『机器人』️在复杂环境中的应用边界。
记者：何蕊
