# 高速靈活！NTU 科學家研發受磁場控制的毫米級機器人 URL: https://www.shicheng.news/zh-hant/v/3xJM2 Published: 2021-06-27 Source: 獅城新聞 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，有望應用於**生物醫學**和**製造業**。 **研發過程與特徵** 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**，可以執行更為**複雜、靈活、快速**的操作。操作員通過改變電腦程式，改變磁場的強度和方向，從而實現遠程控制機器人的運動。 ![高速靈活！NTU 科學家研發受磁場控制的毫米級機器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719095.avif?1624701903) Miniature Robots 圖片來源：NTU Singapore 與現存微型機器人不同的是，NTU自製的機器人優化了**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，團隊的成功就在於發現了磁場中「難以捉摸」的**第三和最後一個主矢量**，從而更加準確快速地控制機器人的行為。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**。 ![高速靈活！NTU 科學家研發受磁場控制的毫米級機器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719096.avif?1624701903) 從左至右：Assistant Professor Lum Guo Zhan, Ph.D. students Yang Zilin and Xu Changyu 圖片來源：NTU Singapore **醫學與製造業應用前景** **醫學** ![高速靈活！NTU 科學家研發受磁場控制的毫米級機器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719099.avif?1624701903) 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於**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**。 ![高速靈活！NTU 科學家研發受磁場控制的毫米級機器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719100.avif?1624701903) 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為「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於特定的醫療領域前，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**晶片設備**，用於**臨床診斷**。 **製造業** ![高速靈活！NTU 科學家研發受磁場控制的毫米級機器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719101.avif?1624701903) 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，將它們作為機器人抓手，可以實現在**不到5分鐘**的時間裡組裝一個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於**製造微型設備**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**基於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產生**深遠的影響**：從創新的外科手術方法到未來製造中的微型裝配。」 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. ![高速靈活！NTU 科學家研發受磁場控制的毫米級機器人](https://www.shicheng.news/images/image/1671/16719108.avif?1624701902)