美國伊利諾伊州西北大學的研究人員展示了世界上最小的遙控行走機器人，寬度只有半毫米。這種微小的“螃蟹”機器可以彎曲、扭曲、爬行、行走、轉彎和跳躍，無需液壓或電力。

這些機器人是使用形狀記憶合金材料製造的，然後將其變形為所需的形狀。將這些合金加熱後，它們會彈回原來的形狀，而當熱量消失時，一層薄薄的玻璃塗層能夠將它們彈性地彈回變形的形狀。

在這種情況下，熱量是由掃描激光器提供的，它通過“螃蟹”來加熱合金。由於它們是如此之小，熱量散佈的速度極快，使得它們的反應速度甚至達到每秒10次，令人驚訝。激光掃描的方向決定了運動的方向–向右掃描，“螃蟹”就會向右走–僅僅是由於腿部動作的時間。該團隊以每秒一半身體長度的平均速度對它們進行了計時。

然後，他們嘗試了一些不同的幾何形狀，包括可以通過旋轉掃描激光誘導其轉動的水上行走三腳架結構，能夠進行小幅度跳躍的捲曲結構，以及能夠進行扭曲和其他運動的其他結構。

製造過程相當吸引人–該團隊將機器人製造成扁平結構，這是它們的加熱狀態。然後，他們將平面結構粘合到一個拉伸的橡膠基質上，但只在腳點處。然後，橡膠被放鬆，縮小了機器人的足跡，並使它們在一個受控的屈曲過程中彈出表面，使它們處於最終的三維”冷卻”位置，在那裡可以應用玻璃塗層來保持它們的形狀，直到被加熱。

領導這項實驗工作的材料科學與工程教授John A. Rogers說：“機器人學是一個令人興奮的研究領域，微尺度機器人的開發是一個有趣的學術探索課題。你可能會想像微型機器人作為代理人，在工業中修復或組裝小型結構或機器，或作為外科手術助手，清除堵塞的動脈，停止內部出血或消除癌症腫瘤–所有的微創手術。”

當然，將它們想像成這樣需要我們想像如何將有針對性的激光加熱到它們被設計為操作的微小空間中–這在身體內是不簡單的前景。所以還有很多工作要做。

“有了這些裝配技術和材料概念，我們可以建造幾乎任何尺寸或三維形狀的行走機器人，”Rogers說。“但學生們對小螃蟹的側向爬行動作感到很受啟發和有趣。這是一種創造性的突發奇想。”

這項研究可在《科學·機器人》（Science Robotics）雜誌上查閱。