# 高速灵活！NTU 科学家研发受磁场控制的毫米级机器人 URL: https://www.shicheng.news/v/3xJM2 Published: 2021-06-27 Source: 狮城新闻 NTU的科学家研发了一种由磁场控制的毫米级机器人，可以实现在**复杂环境**中的**高度可控、灵活**的操作，有望应用于**生物医学**和**制造业**。 **研发过程与特征** 新加坡南洋理工大学的一个科研团队通过把磁性微粒嵌入具有生物相容性的无害聚合物，发明了一种**毫米级机器人**，可以执行更为**复杂、灵活、快速**的操作。操作员通过改变计算机程序，改变磁场的强度和方向，从而实现远程控制机器人的运动。 ![高速灵活！NTU 科学家研发受磁场控制的毫米级机器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719095.avif?1624701903) Miniature Robots 图片来源：NTU Singapore 与现存微型机器人不同的是，NTU自制的机器人优化了**六自由度**。六自由度是指沿着三个直角坐标轴方向的平移自由度和围绕这三个轴的转动自由度。在精确控制方向的前提下，这种新型机器人的旋转速度可以比现存的六自由度机器人**快43倍**。 该研究的第一作者表示，团队的成功就在于发现了磁场中“难以捉摸”的**第三和最后一个主矢量**，从而更加准确快速地控制机器人的行为。之前的研究只用了两个主矢量定义磁场。他们提出的这种方法，可以使机器人的**六自由度转矩扩大51至297倍**，这一关键发现代表了微型机器人技术的**重大进步**。 ![高速灵活！NTU 科学家研发受磁场控制的毫米级机器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719096.avif?1624701903) 从左至右：Assistant Professor Lum Guo Zhan, Ph.D. students Yang Zilin and Xu Changyu 图片来源：NTU Singapore **医学与制造业应用前景** **医学** ![高速灵活！NTU 科学家研发受磁场控制的毫米级机器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719099.avif?1624701903) 机器人越过障碍 图片来源：ADVANCED MATERIALS 在一个仿生水母机器人的实验中，微型机器人可以**快速地越过**各种障碍、**穿过**一条狭窄的通道。该实验表明，这些机器人能够应用于**不确定的动态环境**中，并进入现有机器人无法到达的**封闭空间**。 ![高速灵活！NTU 科学家研发受磁场控制的毫米级机器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719100.avif?1624701903) 人脑结构图 图文来源：网络 因此在未来，这种微型机器人还可能为“难以到达”的**重要器官**（如大脑）进行创新的**外科手术**，但在机器人最终被部署于特定的医疗领域前，仍需要大量的工作和测试。除了外科手术，该微型机器人还可以组装集成了多个实验室流程功能的**芯片设备**，用于**临床诊断**。 **制造业** ![高速灵活！NTU 科学家研发受磁场控制的毫米级机器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719101.avif?1624701903) 机器人组装3D结构 图片来源：ADVANCED MATERIALS 利用这种微型机器人**快速灵活**操作的特点，将它们作为机器人抓手，可以实现在**不到5分钟**的时间里组装一个3D结构，比现有的微型机器人**快20倍**。因此，这种机器人将有望应用于**制造微型设备**的“微型工厂”中。 NTU机械与航空航天工程学院的一位教授说：“这款微型机器人的发明，完美地说明了当工程创新**基于科学原理的深刻理解**时，是如何帮助我们研发出**造福人类的先进机器人的**。这项研究可以在许多领域产生**深远的影响**：从创新的外科手术方法到未来制造中的微型装配。” 目前，该研究团队正在研发**几百微米**量级的机器人，并最终实现机器人的**自动化控制**。 参考文献： 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. ![高速灵活！NTU 科学家研发受磁场控制的毫米级机器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719108.avif?1624701902)