科技前沿:机器人微型机器人发展迅速

“小”似乎成为技术进步的标志,把众多硬件和软件集成到越小的载体上就越能体现技术能力。从像砖头一样的大哥大到越来越追求轻巧纤薄的智能手机,从“大屁股”电视到超薄液晶电视,电视占用的生活空间越来越小。

近年来,随着人口红利的逐渐消失,各领域都在形成产业发展的新趋势,微型化成了一个新的趋势。

虽然微型机器人的概念已经出现几十年了,但由于技术的限制,长久以来一直没有重点发展。

这几年,随着微加工工艺、微传感器、微驱动器等技术能力的发展,微型机器人在大规模集成电路制造技术的基础上,开始越来越受到重视。

近年来,在美国再工业化、德国工业4.0、中国制造2025等战略规划之下,各国的机器人产业获得了十分迅猛的发展。在此背景下,随着产业化道路越走越远,市场化发展越来越成熟,人们也是开始思索下一代机器人的发展趋势在哪里?

截至目前,行业得出的一致结论包括智能化、复合化、集成化、多样化。简单来说,就是机器人基于应用的深化,一方面在种类上要越来越多样、丰富,另一方面在功能上也要更加多样、智能。除此以外,小型化也是一大重要的趋势。

就像现在科技领域的芯片、传感器等都在追求“小”一样,机器人同样也在追求“小”。经过几十年的关注研究,如今在微加工工艺、微传感器、微驱动器等技术都取得一定突破的情况下,各国也是在小型/微型机器人方面取得了成绩。

例如,日本便成为这方面的佼佼者,在微型军用、管道、医疗机器人等方面获得显著成果。除此以外,美国、欧洲等国家也在积极研发仿生类微型机器人。最近,哈佛大学便公布了一项新的研究成果“HAMR-JR”,被称为最小机器人之一。

那么,为什么各国都在追求越来越小的机器人呢?制造出这样的机器人又有何用呢?其实,

如果能将众多软硬件集成在越来越小的一个物体之中,无疑能体现出技术能力的升级。而具备多功能、小身材的机器人,在不少领域也能迎来大用。

具体来说,首先在医疗领域之中,微型机器人就能发挥出两点价值。其一,是可以充当药物运输载体,将药物更加安全、准确的送入人体之内,让药效和治疗效果更大化。其二,是充当手术协助者和实施者,推动微创手术的实现以及进步。

其次在管道检测方面,微型机器人也能成为管道机器人的补充。当我们面对核电等环境较为恶劣、存在安全隐患或面对管道过于狭窄的情况下,传统管道机器人和人类将无法发挥作用,这时候微型机器人便能成为补充,展现出自身独有优势。

再次在军事应用方面,微型机器人也能开启精细化战争的序幕。微型机器人由于身材小、不易被侦查、可群体作战,因此可在未来军事行动中充当微型监测兵、微型特种兵、微型医疗兵等多种角色,对武器装备和战争手段进行有效的提升。

除此以外,微型机器人还可以在航天探索、灾害救援、农业监管、环境监测等众多领域获得应用。总而言之,基于微型机器人小身材这一特点,其便能拥有显著应用价值,其为人们所开启的微型世界,将进一步带动人们生产、生活的升级。

不过,当前要想就此迈入微型机器人的时代,恐怕还比较困难。一方面是微型机器人的技术还未成熟,另一方面适合微型机器人群体化作业的环境也还没有出现。毕竟微观世界的开启,将带来人们隐私、安全等更多的挑战,未来还需逐步完善。

我们总结了一年来全球研发微型机器人的种类和应用场景,似乎找到了一些规律。

从全球最近一年的研究成果来看,微型机器人在精准医疗领域将大有作为。微型机器人最大的优势就是可以进入人类无法到达的地方,去观察环境、监测风险、排除故障。除了医疗领域,微型机器人在水油管道中可以进行检修,在救灾现场可以进入一线传回现场信息。

随着人工智能的发展,微型机器人的概念也将不断扩大,各种微型智能家电也会变得更加小巧、更具多用性。微型机器人将引发一场机械学革命。


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