哈工大ACS AMI：面向灵巧作业的伙伴型磁微机器人

微机器人技术近年来得到了快速发展，其中工作于液体表面的磁微机器人在细胞培养、水质检测以及芯片实验室等方面具有巨大的潜能。由于微尺度的物理作用和宏观具有极大差别，设计结构简单、运动灵活的微机器人仍具有极大挑战性，也直接影响微机器人的进一步发展和应用。

受自然界中动物运动的启发，哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室提出由两个圆形单体组成的伙伴型磁微机器人，适合于液体表面微尺度操作任务。此微机器人可在磁场驱动下快速运动，通过调整运动方式，机器人可在水平液面、弯月面以及固-液界面上高效运动。另外，伙伴型磁微机器人可实现对液面上微对象的夹持、定向传输与释放，展现出灵活的操作能力。

研究者利用摆动磁场驱动微机器人以近似蛇怪蜥蜴或海豚的运动方式在界面获得推进力。仿照蛇怪蜥蜴运动形式，伙伴型微机器人两个单体轮流拍击液面，通过这种方式可在水平液面上快速运动。仿照浮出水面的海豚运动形式，此微机器人保持一端抬起一端下沉的姿态，通过来回摆动的方式可在液体弯月面上运动。针对伙伴型微机器人在不同磁场下的相互作用，研究者制定了相应的微操作策略，通过微机器人两个单体的连接、分离与姿态调整，可实现对微对象的夹持和释放。基于微机器人在液面的运动特性，可以控制微机器人完成相对复杂的传输任务，包括沿预定路径或沿弯液面的传输等。该工作也为研制工作于液体和空气环境中的两栖微机器人提供了新思路。

相关成果以“Flexible Magnetic Micropartners for Micromanipulation at Interfaces”为题，发表在ACS Applied Materials & Interfaces上（DOI:10.1021/acsami.2c01131）。论文由哈工大博士生何元哲和赵敏在王乐锋副教授指导下完成，同时得到了孙立宁教授和荣伟彬教授的指导，其中实验部分得到了山东理工大学机械工程学院范增华副教授的帮助。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等资金的支持。