賓州大學(University of Pennsylvania)與密西根大學(University of Michigan)的研究團隊近期宣佈，成功研發出全球首款體積小於一公釐、具備完全程式化且能自主運行的微型機器人。這些機器人尺寸約為$200 \times 300 \times 50$微米，比鹽粒還要細小，製造成本僅需約一美分。這項發表於《科學機器人》(Science Robotics)與《美國國家科學院院刊》(PNAS)的。

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研究團隊開發出不含機械肢體的全新推進系統。該機器人透過產生電場來驅動周圍溶液中的離子，進而帶動水分子流動，使機器人如同在自己創造的河流中前進，速度可達每秒一個身長。這種設計捨棄了易碎的活動零件，使其耐用度極高，且能透過光能持續運作數月之久。同時，中國科學院理化技術研究所近期也利用飛秒雷射直寫技術開發出多材料微型機器人，能執行抓取細胞等精細任務，顯示出微型機器人技術正進入爆發期。

這款機器人的核心競爭力在於其整合的超低功耗微型電腦。密西根大學團隊為其設計了能在極低電壓下運行的特殊電路，使其處理器與記憶體在僅有75奈瓦(nanowatts)的電力供應下仍能運作，其功耗比智慧手錶低了10萬倍以上。由於內部空間極其有限，研究人員甚至重新編寫了精簡指令集，將傳統繁瑣的動作控制壓縮成單一特殊指令，確保程式能存放在極微小的記憶體空間內。

在實際應用中，這些機器人配備了精度達0.3°C的電子感測器，能感知環境溫度變化並調整行進路徑。科學家利用光脈衝載入指令，並賦予每台機器人唯一的識別碼，使其能單獨執行任務或像魚群般協同合作。

有趣的是，機器人會透過特定節奏的「舞蹈」動作將感測數據回傳，研究人員只需透過顯微鏡觀測並解碼其擺動頻率，即可獲知微觀環境的數據，這種溝通方式與自然界的蜜蜂極為相似。

賓州大學工程學院助理教授Marc Miskin表示，這項研發打破了微型電子零件與機器人發展之間長達40年的不對稱困局。他強調，這僅僅是微米級機器人的第一章，目前所建立的通用平台已證明「大腦、感測器與馬達」可以被整合進肉眼難見的尺度中。隨著技術成熟，未來可進一步疊加更多智慧功能與新型感測器。