在漫威超级英雄系列电影中,有一部电影《蚁人》令人印象深刻,其中主角经常将自己缩小到比纳米还小,然后去到微观世界中完成任务的场景,让现实中的无数科学家心向往之。而随着科技发展到今天,微型机器人的出现让这一想象逐步落地,开启了全新的认知与应用空间。
首先,微型机器人正迎来更好的发展机遇
在各国产业战略推动下,机器人产业快速发展,微型化成为下一代机器人的重要趋势。随着微加工工艺、微传感器等技术的成熟,微型机器人从幻想变为现实。日本作为机器人强国,聚焦工业狭窄空间、人体狭窄领域和微型工厂三大方向,在军用、管道和医疗微型机器人领域成果显著。美国、欧洲侧重仿生类微型机器人研发,我国则在管道检测、人体诊疗等领域发力,获政策与技术支持。微型化是小型化的极致,将助力人类进入无法亲临的狭小场景,拓展人体功能边界。
其次,微型机器人在三大领域应用大有可为
纵观各国对微型机器人的研究现状,它们基本在应用领域方面达成了一定的共识。不管是美国研发的微型昆虫机器人、日本研发的微型管道机器人还是我国研发的药物运输纳米机器人,都离不开医疗、军事和管道检测三大方面。而事实也证明,微型机器人在这三大领域的确价值有所发挥。
1. 在医疗诊治方面,微型机器人的应用价值主要分为两点,其一是可以充当药物运输作用,将药物更加安全、准确的在人体内进行输送,将药效和治疗效果发挥到最大化;其二是可以充当手术协助者和实施者的角色,通过对人体内部细致的监测协助医生更好开展手术,或者自己进行微创手术,两者都能推动医疗手术的极大进步。
2. 在管道检测方面,微型机器人是对管道机器人的一种补充和延伸,当面对核电等环境较为恶劣,或者面对管道过于狭窄的情况时,传统管道机器人和人类都无法发挥功效,微型机器人就能够体现出优势。且微型机器人相比其他的管道检测方式来说,对管道的影响程度无疑是最小的。
3. 在军事应用方面,微型机器人推动战争精细化,可充当监测兵、特种兵、医疗兵等角色,有效提升武器装备性能与作战手段。
当前,微型机器人发展仍处与需要不断被完善的阶段,驱动器微型化、能源供给无缆化、安全性保障等问题亟待解决。科研领域需要突破低能耗、高输出的微型驱动技术,同时在材料和功能上确保作业安全,可以推动它的更广泛的一个应用。