這是迷你機器人的基礎(chǔ) ， 也是當前所有智能機器的基礎(chǔ) 。
我們可以想象 ， 沒有腿的機器人是什么樣的 。 不錯 ， 就是你手中的智能手機那個樣子 。 這才15年不到 ， 它就掌控了整個世界 ， 不僅相當智能 ， 通信功能一流 ， 而且一只手就可以掌握 。 里面的元件多到數(shù)不勝數(shù) ， 要放到顯微鏡下才能將芯片上的電路看清 。
康奈爾大學的這款迷你機器人的頭 ， 也跟它差不多 ， 就像一個細胞級的智能手機 ， 配備了專門的應用程序 ， 尺寸也比正常手機足小了上萬倍 。 它被稱為光學無線集成電路（OWIC） 。 其上有小型的太陽能電池 ， 如果把光照射在上面 ， 就會激活一小塊電路 ， 驅(qū)動迷你LED屏幕 ， 實現(xiàn)與外界交流 。 就像螢火蟲一樣 。
微型機器人的頭部 ， 一個光學無線集成電路 ， 可被光照激活 。 |MarcMiskin, et al
很酷的一點是 ， 我們有不同的OWIC ， 搭配不同的傳感器（將不同信號轉(zhuǎn)換成電信號） ， 有的可以測電壓 ， 有的可以測溫度 ， 或者有的只是一個閃爍的光點 ， 告訴你它就在那里 。 這些OWIC作為微型安全智能標簽 ， 識別度比指紋還好 。 所以也被應用于其他醫(yī)療器械 ， 用于獲取更多信息 ， 甚至可以被放進大腦 ， 來傾聽神經(jīng)元 ， 并通過LED閃爍將信號傳出去 。
不過 ， 這只是一個“頭” ， 沒有腿 ， 不能移動 。 要成為一個真正有行動力的機器人 ， 還得有腿才行 。
所以 ， 科學家們在此基礎(chǔ)上 ， 給它開發(fā)出了一組會動的腿 ， 或者我們可以稱它——致動器 。 在顯微鏡下觀察 ， 可以看到它會在電壓下蜷縮 。
這些腿是如此細小 ， 和迷你頭部正好相配 ， 以至于紅細胞放在旁邊 ， 就像筷子邊放了一個面包圈一樣 。 肉眼當然是別想看到了 。
科學家給OWIC配的腿 ， 本來是直的 ， 但是加電壓后會蜷縮 。 |MarcMiskin, et al
原始的條帶狀的腿 ， 伸縮動圖 。 |MarcMiskin, et al
它是怎么動的呢？原來 ， 動力來自于腿上沉積的鉑層——大概十幾個原子層厚 。 如果把鉑放進水中 ， 并施加電壓 ， 水中的原子就會吸附或脫離鉑的表面——這取決于電壓高低——從而產(chǎn)生力 。 借助吸附或驅(qū)趕鉑表面的原子層 ， 就可實現(xiàn)對腿的動作的控制 ， 因為腿只有一面是鉑層 ， 另一面是鈦或其他材料 。
由于這些條帶狀的腿非常薄 ， 所以可以反復彎曲伸直而不會斷裂 。 研究人員還在此基礎(chǔ)上用堅硬的板子（剛性聚合物）制作出了圖案 ， 其間隙就像是人的膝蓋和腳踝 ， 使得腿的彎曲能夠預期 ， 可做出想要的動作 。
微型機器人模擬圖 ， 注意看它的腿 ， 條帶上有小硬片 。 |MarcMiskin, et al
這樣 ， 一個既有頭、又有腳的迷你小機器人就出現(xiàn)了 。 它既有思想、又有驅(qū)動力 。 OWIC就是它的大腦 ， 為我們提供傳感器和電源（將光轉(zhuǎn)化為電壓） ， 還能通過光來和我們互動 。 鉑層就是肌肉 ， 可以讓機器人四處走動 。 只要把激光投射在OWIC的不同太陽能板上 ， 產(chǎn)生電壓 ， 就能選擇要驅(qū)動哪條腿移動 ， 從而讓它行走起來 。
使用光刻技術(shù)實現(xiàn)批量生產(chǎn)
但這項研究更妙的不是機器人有多么小巧靈活 ， 而是 ， 它可以批量生產(chǎn) ， 一下就是幾百萬個 。
你會以為 ， 這些頭和腳要分開制造 ， 再拼接起來 。 實際上并非如此 。 它是使用光刻技術(shù) ， 就像制造傳統(tǒng)芯片一樣 ， 類似逐層打印 ， 先在晶片上一起“印”制好 ， 再用化學藥品從底部基質(zhì)上“摳”下來的 。 頭和腿可以同時打印 ， 一“印”就是幾百萬個 ， 一“摳”就是一個機器人軍團 。 它們在離開基質(zhì)后 ， 自由翻折成成品的形狀 。
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