美媒揭秘微型机器人，新型导航系统如何突破局限

来源：环球时报

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美国《生活科学》杂志3月6日文章指出，一项最新研究将爱因斯坦相对论的数学原理与机器人技术相结合，为未来医疗机器人开辟了全新可能。这些遵循相对论原理的微型机器人，有望启发未来能够在人体内运行的医疗设备。微型机器人，即尺寸小于一毫米的装置，已成为当前机器人领域最活跃的研究方向之一。它们能够执行诸多精细任务：进入人体定向给药、清理水体污染物，或是在微观尺度雕刻材料。然而，机器人尺寸越小，功能就越受限。传感器、电池和处理器都需要空间和能源，导致现在的微型机器人几乎无法进行复杂计算或信息处理，使其计算、感知和运动能力都受到严重制约。

面对这一难题，研究人员提出了新思路：让机器人不再依赖复杂指令或持续监控，而是直接对光、化学物质等外部环境刺激作出反应。当机器人的驱动装置接收到不同强度外界刺激时，它会自动转向。外部环境就成了机器人的控制系统。但设计能引导机器人复杂行为的“场”非常困难。近日，一项发表在英国《npj Robotics》期刊上的新研究突破了这一瓶颈。研究者发现，微型机器人的运动方程与爱因斯坦相对论存在呼应。根据爱因斯坦的广义相对论，引力会使有质量的物体周围的时空发生弯曲。光和物体沿着最短路径运动时，这些路径看起来会因质量而弯曲。于是研究人员提出“人工时空”框架：通过精心设计环境的光线来引导机器人行为。也就是说，借助简单光线环境即可让机器人精准抵达目标点。实验显示，投影仪在机器人移动的平板上生成照明图案后，光强度的变化形成控制场，能引导机器人实现圆周运动、波浪式前进或按特定角度转向。

这项研究提出了一种新视角：不再改造机器人本身，而是改变它们移动的空间。这种策略让微型机器人可以穿越复杂解剖结构，同时降低机器人对存储和计算资源的需求。（作者尤金尼奥·费尔南德斯·阿吉拉尔，李尧译）