康奈尔大学物理学研究人员开发出一种微型机器人，首次实现了感知周围环境温度并协同做出反应、改变环境温度的能力。相关研究论文《能够感知并重塑环境的微型机器人》（Microscopic Robots that Sense and Reshape Their Environment）已发表于《自然·电子学》（Nature Electronics）。
据研究团队介绍，这是首个能够改变自身物理环境的微型机器人实例。这些机器人可以将液体从高温区域泵送至低温区域，或反向输送，从而改变局部环境温度。康奈尔大学物理学家伊泰·科恩（Itai Cohen）为论文通讯作者之一，他表示，该研究将环境感知、通过人造纤毛操纵液体以及微型芯片之间的通信三项关键能力结合起来，构成一个受自然界系统启发的反馈回路，未来有望应用于医疗、农业等领域。
在技术实现层面，研究团队并未直接复制天然纤毛结构，而是设计了一种可通过电子信号编程的双铰链结构。两个铰链依次运动时产生类似船桨的非往复运动，从而推动周围液体流动。研究团队将54个带铰链的人工纤毛排列成阵列，并配备两个温度感知电路，分别作为主控和从属单元。两个电路可彼此通信并同步控制整个纤毛阵列，根据环境温度协同泵送液体。论文共同第一作者之一、博士后研究员张劲松表示，机器人的纤毛设计灵感来自天然纤毛泵送液体的原理。
科恩解释称，这些电路实际上是在告诉纤毛阵列应在何时让哪个铰链运动。当温度高于设定值时，系统让纤毛朝正向泵送；温度较低时则反向泵送。他同时指出，在未来版本中，这一概念还可让微型机器人根据光照、pH值等环境因素做出反应，进而触发化学反应或机械运动。此外，未来的机器人不必固定排列在阵列中，而是可以彼此协作并独立行走，根据预设程序对特定环境信号做出相应反应。
该研究建立在此前多代微型机器人成果的基础之上。科恩团队此前已开发出直径仅相当于一根头发宽度的机器人，能够自主行走、感知环境、进行成像和测量，并彼此通信。科恩表示，核心问题在于如何让这些机器人协同工作，从而对周围环境实施更大规模的操控，这项研究是迈出的第一步。
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