分布式智能微机器人可在水中交流协作
科技日报北京8月26日电 （记者刘霞）德国开姆尼茨工业大学科学家研制出一种分布式智能微机器人“smartlets”，其可在水中通信、互相响应与协同作业。该成果被视为微机器人系统迈向智能协作的重要进展，相关论文发表于最新一期《科学·机器人学》杂志。
单个Smartlet机器人。图片来源：德国开姆尼茨工业大学
这些机器人受折纸启发，采用柔性制造工艺，以智能折叠电路材料为基础，使平面电子系统能自主卷曲并折叠成中空的微型立方体，具备内外双重功能。这种结构不仅扩展了表面空间，可容纳太阳能收集器、计算单元和光信号系统，还支持内外表面的交互与运动。
Smartlet制备流程示意图。图片来源：德国开姆尼茨工业大学
在水中时，smartlets可通过气泡发动机产生浮力，实现上下移动。它们还能发出光脉冲信号，向附近其它机器人传递指令。这一设计使多个机器人能够在水中交互，包括完成信号驱动运动、实现同步和协调行为。例如，当某个机器人接收到光信号，其内置处理器可解码信息，进而触发其他单元的协同运动或动作。
研究团队表示，光既作为能源也作为信息媒介，为分布式机器人系统提供了一种紧凑且可扩展的技术路径。关键创新之一是，采用“无线通信环路”，无需外部摄像头、磁铁或天线，即可实现机器人间的交流与协作。此外，采用创新的软黏合技术，smartlets整合了折纸薄膜与定制微型硅芯片，微芯片上的自定义编码逻辑可以对光信号就地解析。
研究团队认为，smartlets不仅可用于实验室，还有广泛的应用潜力。因其具备无束缚、生物相容性和环境响应能力，未来或可用于水质监测、微创医疗诊断、封闭环境探测等任务。此外，其形成交互式、刺激响应集群的能力，也有望应用于软体机器人、自主检测系统和分布式传感网络。
研究团队目前正尝试通过增加化学与声学传感模块进一步提升其自主性能。未来，该机器人可发展为能在复杂流体环境中感知、行动和自适应的多功能平台，甚至逐步进化成类似“数字生物群落”的动态系统——其中每个智能体承担感知、通信、移动等不同功能，最终整合成一个完整的机器人有机体。
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