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破壁微米!首个细胞级尺寸、会思考的机器人诞生| Science Robotics
机器人大讲堂· 2025-12-16 17:30
文章核心观点 - 美国研究团队在细胞级微型机器人领域取得重大突破,成功构建出尺寸约340x210x50微米、集成了自主计算、感知、记忆、运动和通信系统的微型智能机器人,实现了在无人工干预下的感知、思考和行动 [1] 微型机器人的技术规格与设计哲学 - 机器人尺寸与草履虫相当,长宽约340微米和210微米,厚度仅50微米,约句号大小 [1] - 采用全新设计哲学,并非简单缩小现有部件,而是基于微观世界物理规律从头构建新体系 [5] - 采用标准55纳米互补金属氧化物半导体工艺,在单芯片上集成完整机器人系统 [5] 核心突破一:微型机器人的系统集成 - 能量系统:微型光伏电池将光能转化为约100纳瓦电能,约为普通计算器功耗的万分之一 [8] - 计算系统:定制11位处理器,包含32项11位指令存储和16项8位数据存储单元,能在极低功耗下运行定制算法 [8] - 感知系统:高精度温度传感器,能以0.3°C的分辨率感知环境变化 [8] - 运动系统:四个电极驱动的电动力推进系统,通过调节电场方向控制机器人在液体中的运动 [8] - 通信系统:光接收器,通过特定光信号接收程序指令 [8] - 在同一硅片上实现大脑(计算与通信)与身体(推进与执行)的共融 [9] - 编程方式精巧,一束光同时充当电源线和网线,程序载入后机器人进入完全自主状态 [9] - 电动力推进无需活动部件,可实现前进、旋转、画弧等14种基础运动,速度达3至5微米/秒 [9] 核心突破二:实现感知与自主反应的智能闭环 - 通过编程将温度传感器读数与运动指令直接挂钩,创造了微观机器人的条件反射 [10] - 在“温度梯度攀爬”实验中,机器人被赋予“寻找更温暖地方”的简单逻辑 [11] - 机器人能根据环境温度数据自主切换行为模式,如感到变冷时启动弧形运动探索,游到更暖区域则切换为原地旋转,整个过程完全自主 [13][14] 未来应用前景 - 单台机器人大规模生产成本可能低至0.01美元,具备广泛部署的经济可行性 [15] - 医疗领域:可作为“靶向药物快递员”根据肿瘤部位微环境精确释放药物,或执行微观手术清除血管斑块 [15] - 精密制造:可进入微管道、芯片内部或发动机冷却通道执行高分辨率检测,发现微裂纹或堵塞 [15] - 科研与环境监测:可部署于微流控芯片监测细胞培养环境,或深入土壤、水体微区域收集局部数据 [15] - 为微观尺度下的群体协作奠定基础,通过“密码”区分可使不同机器人执行不同任务 [16] 技术挑战与未来升级路线 - 当前挑战包括运动速度较慢、能源效率有待提高、与外部世界交互方式需扩展 [19] - 未来路线图包括:采用更先进工艺将内存容量提升百倍以支持更复杂程序;开发电化学等新型驱动方式提高运动效率;集成更多传感器;探索化学信号、微弱电场等更适合微观环境的通信手段 [20]
快讯|马斯克设想Optimus将用于手术;现代集团拟投125.2万亿韩元用于人形等方向;中国核岛无线侦检机器人成功研发等
机器人大讲堂· 2025-11-17 17:00
中国核岛无线侦检机器人 - 辽宁红沿河核电与浙江大学湖州研究院联合研发首款适用于核电站核岛厂房的无线侦检机器人[3] - 机器人能在机组运行期间进入核岛内部对设备进行侦检 显著提升作业安全水平[3] - 项目团队计划为其扩展辐射测量 气体采样等功能 打造可复制 可迭代 可升级的综合型机器人[3] 仿生机器人导航系统 - 中国研究人员根据蚂蚁 鸟类和老鼠的运动方式构建新型导航系统 帮助机器人进行导航[6] - 系统利用量子磁力计模仿候鸟探测地球磁场能力 并通过贝叶斯滤波器融合偏振罗盘和相机等输入[6] - 新型导航系统能在发现重要地标时执行构建地图任务[6] 现代集团巨额投资计划 - 现代汽车集团计划在2026至2030年间于韩国国内进行125.2万亿韩元投资 较前五年89.1万亿韩元增长约40%[9] - 投资中50.5万亿韩元将用于人工智能 软件定义汽车 电气化 机器人和氢能等未来新兴业务领域[9] - 38.5万亿韩元用于研发投资以增强现有出行行业竞争力 36.2万亿韩元用于资本支出[9] - 投资重点是通过扶持国内AI/机器人产业和发展绿色能源生态系统振兴区域经济[9] 微型医疗机器人技术 - 苏黎世联邦理工学院开发出比大多数细菌还小的微型机器人 用于对抗体内疾病如中风或肿瘤[12] - 机器人宽度不到两毫米 由含氧化铁纳米颗粒的球形胶囊组成 可通过X射线追踪并在血液中以最高每秒4毫米速度游动[12] - 利用高频磁场加热可溶解机器人外壳释放内部药物 实现靶向治疗 在猪和羊测试中表现良好[12] 特斯拉Optimus机器人应用前景 - 埃隆·马斯克认为特斯拉人形机器人Optimus未来可通过AI驱动技术让每个人获得顶级外科医生诊疗 重塑全球医疗保健[15] - 提议使用Optimus替代传统监禁方式 引发关于司法 科技和公民权利未来的伦理辩论[15] - 预见数百万台相同高精度医疗机器人将在工厂生产并部署到世界各地以弥合高技能医疗专家数量有限的差距[15]
快讯|宇树推出首款轮式人形机器人;苏黎世联邦理工新型微型机器人;国内双足人形机器人最大笔种子轮融资等
机器人大讲堂· 2025-11-14 18:09
宇树科技轮式人形机器人G1-D - 公司推出首款轮式人形机器人G1-D及配套的数采训练全栈解决方案 [1][3] - 机器人身高范围约1260-1680毫米,垂直作业空间为0-2米,腰关节运动空间为Z轴±155度、Y轴-2.5度至+135度 [3] - G1-D旗舰版可选配移动底盘,移动速度≤1.5米/秒,通用版和旗舰版整机自由度分别为17和19个,单臂最大负载约3千克 [3] 微型医疗机器人导航技术突破 - 苏黎世联邦理工学院团队开发出可由外部磁场精确操控的微型机器人,用于将药物递送到体内特定部位 [6] - 机器人采用可溶性凝胶胶囊结构,内嵌氧化铁纳米颗粒以具备磁响应特性,技术难点在于微小体积下保持足够磁性 [6] - 该技术突破涵盖材料、器件设计与导航控制,研究成果发表于《Science》期刊 [6] 萝博派对双足人形机器人融资 - 公司完成数千万美元种子轮融资,投资方包括经纬创投、小米战投、银河通用及L2F光源创业者基金 [8] - 此轮融资为国内双足人形机器人本体领域最大一笔种子轮融资,也是小米战投等产业方在该领域的首次投资 [8] - 公司是国内唯一实现从算法到硬件整机全栈开源的双足人形机器人企业,以低成本、高性能、开源共享为核心理念 [8] 亦方创新消费级外骨骼融资 - 公司完成数千万元人民币Pre-A轮融资,由高瓴创投与经纬创投联合领投,老股东初心资本跟投 [9][10] - 融资将用于前沿技术研发与人才引进,推进核心产品在户外运动等消费级场景的市场化布局 [9][10] - 初代产品为行业第一款支持多关节联动的消费级外骨骼,定位于高负重、长距离户外场景以提升用户运动表现 [9][10] 西安理工大学抓取机器人控制方法 - 研究提出一种结合手部精细运动脑控范式与知识推理的脑机融合共享控制方法 [14] - 方法采用基于六类手部精细动作的脑控范式及改进的特征中间融合卷积神经网络解码脑电信号 [14] - 结合知识推理的共享控制策略,实现了抓取机器人的多目标抓取,研究成果发表于《IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics》 [14]
微型机器人“定点送药”实现靶向治疗
财联社· 2025-11-14 09:20
技术突破 - 瑞士苏黎世联邦理工学院研究团队成功研发出一种能在血管中"逆流而上"进行精确导航的微型机器人 [2] - 该技术旨在实现精准的"定点送药"和靶向治疗 [1] 应用前景 - 该微型机器人系统已在猪体内和绵羊的脑脊液中进行动物实验,验证了其有效性 [3] - 此项技术为未来治疗神经系统等多种疾病提供了新的思路和方法 [3] - 相关研究成果已发表于《科学》杂志 [4]
在血管中“逆流而上”精确导航 微型机器人“定点送药”实现靶向治疗
新浪财经· 2025-11-14 07:25
技术突破 - 瑞士苏黎世联邦理工学院研究团队研发出一种能在血管中逆流而上精确导航的微型机器人 [1] - 该技术旨在实现精准的定点送药和靶向治疗 [1] - 动物实验中在猪体内和绵羊脑脊液中验证了系统有效性 [1] 应用前景 - 该技术为未来治疗神经系统等多种疾病提供了新思路 [1] - 相关成果发表于《科学》杂志 [1]
微型机器人“定点送药”实现靶向治疗
新浪财经· 2025-11-14 06:58
技术突破 - 瑞士苏黎世联邦理工学院研究团队研发出一种能在血管中"逆流而上"精确导航的微型机器人 [1] - 该技术旨在实现精准的"定点送药"和靶向治疗 [1] - 动物实验中在猪体内和绵羊的脑脊液中验证了系统的有效性 [1] 应用前景 - 该技术为未来治疗神经系统等多种疾病提供了新思路 [1] - 相关成果发表于新一期《科学》杂志 [1]
瑞士工程院院士、瑞士苏黎世联邦理工大学教授布拉德利·尼尔森:《用于应对全球主要健康威胁的微型机器人与远程手术》
机器人圈· 2025-10-13 17:51
会议基本信息 - 2025世界机器人大会于8月8日至12日在北京举行 [1] - 大会设置3天主论坛和31场系列活动,邀请416位国内外专家学者、企业家及国际机构代表参与 [1] - 瑞士工程院院士布拉德利·尼尔森发表主题演讲,聚焦微型机器人及远程手术领域 [1] 微型机器人的医学应用与研发背景 - 微型机器人技术主要应用于医学领域,特别是针对弥漫性内生型桥脑胶质瘤等疾病的治疗研究 [4] - 美国每年约有300例弥漫性内生型桥脑胶质瘤新确诊病例,该疾病预后极差 [4] - 全球制药业在药物研发上投入约0.25万亿美元(约合人民币两万亿元),但90%的药物治疗研发失败,其中1/3失败案例源于中毒剂量问题 [5] - 微型机器人可实现靶向药物递送,将药物精准输送至特定部位,解决传统全身给药的副作用难题 [5] - 该领域研究已持续20多年,技术发展从简单设备逐步迈向复杂的智能设备阶段 [5] 技术原理与仿生学灵感 - 微型机器人研发从自然界微小有机物(如细菌、真菌)中汲取灵感,例如直径仅1-2微米的大肠杆菌 [5] - 研究团队曾将8万多个微型机器人注射到有机生物体内,以观察其作用机理 [6] - 采用电磁场作为驱动手段,通过构建包含众多电磁线圈的系统来精确引导设备运动 [7] - 该系统使用镍、钴、铁等金属或其合金材料,在电磁场作用下可实现人体内的有机移动 [7] 远程手术的应用前景与价值 - 脑卒中是导致患者死亡和长期严重残疾的首要因素,治疗关键在于尽快取出脑部血栓 [8] - 若患者在脑卒中发病后150分钟内接受治疗,其获得功能独立的机会高达90% [9] - 在美国,超过3亿总人口中有三分之一居住在需驾车前往中风治疗中心的地区,交通时间延误导致更多脑细胞死亡 [10] - 远程手术技术能显著减少患者长途转运时间,可能节省一个半小时或两小时的车程,具有重大积极影响 [10] - 全球约有800万病人面临严峻医疗问题,其中多达500万病人无法获得急需的手术治疗,远程医疗是极具潜力的发展方向 [14] 技术实践与临床进展 - 远程手术系统利用5G网络低延迟、高带宽优势,实现高效的远程手术控制 [12] - 已在动物研究中实现跨越9300公里的远程手术操作,例如苏黎世团队远程操控导管精准抵达猪大脑内的血栓位置 [12][13] - 在香港与多疾病控制中心合作,成功复制了苏黎世的远程诊疗实验,两地相距9300公里,针对脑血管和心血管疾病的诊疗均取得理想成效 [15] - 在香港的实践是世界上首次展示在数千公里之外进行器官检查的能力 [15] 行业影响与未来展望 - 普惠化的手术革命可将远程手术纳入其中,在时间紧迫、距离过远或缺乏专科医生的情况下发挥关键作用 [16] - 远程手术技术使患者无需长途奔波即可获得顶尖医院的远程治疗服务,部分患者即便到医院也并非一定需要现场手术治疗 [14][16] - 中国在微型机器人领域进步瞩目,相关设备在质量和产量方面均展现出极高水准 [16]
西湖大学姜汉卿:柔性智能时代来临,以科技向善实现“From Lab to Life”
创业邦· 2025-10-10 18:12
行业背景与核心方向 - 机器人技术在向家庭、养老、医疗等人机共存场景探索时,刚性机械臂的安全隐患与电子器件的可靠性局限成为制约落地的关键[2] - 柔性智能与机器人的融合是破解人机安全交互难题、实现产业化的核心方向[2] - 柔性电子技术发展路线分为追求更强大的芯片封装路线和更贴合人体、能贴在人体甚至植入体内的路线[6] 核心技术:柔性变刚机械臂与全臂感知 - 技术理念是机械臂在工作时要有足够刚度以承载负荷,与人交互时要能瞬间变软以确保安全,其“变软”的兜底方案不依赖电子器件,而是像膝跳反射一样的自动控制[12] - 关键技术采用机械超材料,其性能由结构决定,使用纸和碳纤维的第三代复合材料,灵感来自鱼鳞和穿山甲鳞片,并通过纺织工艺织成特定形状包裹在气密气腔中[13] - 通过阻塞机制实现刚柔切换,类似袋装大米开封后变软,硬态时刚度接近钢管机械臂,标准件位移为0.1毫米,该机械臂位移为0.3毫米[13] - 采用双稳态物理智能气阀判断变刚度时机,纯机械结构在检测到高速撞击时自动打通,使机械臂在0.3秒内变软[14] - 全臂感知利用充气气囊的弹性波传播特性,仅用4个标准传感器就能在50毫秒内检测出撞击,实现整臂检测[15] - 整机展示中机械臂能完成抓握、按摩等功能,撞击后0.3秒内变软且可反复切换刚柔,最新方案能包裹关节[16] 产品规划与应用场景 - 计划在10月16日全国养老大会上官宣“柔擎”智能康养机器人,高1.53米,具备跌倒预报警、健康管理、情感陪伴功能[16] - 第二代康养机器人产品将重点落地养老场景,新增辅助翻身、辅助移位、二便护理功能[16] - 定制化柔性抓手采用包裹式抓取方式,适合抓取形状不固定、滑、重或尖锐的物体,例如4点几公斤的新鲜猪肝[19] - 已与国内最大的单品预制菜场合作,用于自动分拣打了鱼浆的滑腻食材,设备将于10月份交付[20] 柔性智能的多元应用 - 微型机器人采用弹性力与电磁力配对的创新驱动方式,可在无外场环境下驱动,小马达约1.5厘米,能实现60赫兹振动并以爬行方式移动[18] - 游泳机器人体长1.6厘米、重1.8克,最快每秒游6厘米并能跳跃,可通过高空无人机抛洒部署[18] - 微型机器人的新型小直线电机结构伸展比达60%-70%,输出力是自重的30多倍,相当于每公斤结构输出21公斤力,可作人工肌肉使用[18] - 下一步将推进群体智能,让微型机器人像蚂蚁蜜蜂一样协同作业,无需GPS或中央大脑,群体智能算法已跑通,适用于管道、隧道、洞穴探测及地震抢险[18] - 将柔性电子与AI结合解决构音障碍问题,贴在喉部的柔性传感器结合语音信息和多模式学习,目前能实现80%多的正确率以重构患者语音意图[20]
实探链博会:英伟达、宇树首次参会,机器人展台受关注
第一财经· 2025-07-16 21:20
链博会机器人产品展示 - 宇树科技首次参展 展出人形机器人G1和Go2两款明星产品 产品需通过遥控器操作且需二次开发才能实现搬运等功能 [1] - 宇树科技参展目的是了解上下游供应链关系并收集市场反馈以完善微型机器人产品 [1] - 英伟达首次参展 展台展出机器人 自动驾驶 云计算等关键业务 包括Omniverse Cosmos Mega等解决方案 Mega方案支持大规模场景中仿真复杂机器人及传感器 [4] 机器人行业发展前景 - 行业认为未来1到3年机器人可从单一工业场景拓展至复合工业场景 如搬运后切换功能至流水线作业 [4] - 未来3到10年机器人或进入生活场景 如家务 养老等 需解决电池续航 材料 自重 成本等问题 [4] 自动驾驶技术进展 - 英伟达展出自动驾驶辅助系统 安全系统及智能硬件 通过合成数据解决厂商真实数据不足问题 合成数据具有成本及扩展性优势 [5] - 英伟达表示智能硬件与链博会主题契合 正探索与中国合作伙伴共同推动汽车供应链及行业发展 [5]
快讯|人形机器人系统进入美国课堂;NAU推出开源外骨骼框架;俄罗斯拆弹机器人量产等
机器人大讲堂· 2025-06-26 16:32
微型机器人治疗鼻窦炎 - 香港中文大学与多所高校合作研发出宽度仅为人类头发几分之一的微型机器人,可通过纸巾吸入鼻子治疗顽固鼻窦感染 [1] - 机器人群落通过导管注入鼻窦腔,由电磁力引导至目标区域,通过加热催化化学反应消灭细菌感染 [1] - 该技术已在动物实验中成功应用,预计5-10年内可临床治疗膀胱、肠道和鼻窦感染,有望减少抗生素依赖 [1] 开源外骨骼框架 - 北亚利桑那大学发布名为OpenExo的开源外骨骼系统,包含设计文件、代码和分步指南供免费使用 [5] - 该系统旨在降低外骨骼研发门槛,让开发者基于前人工作继续创新,已获得9项相关专利 [6] - 当前外骨骼开发成本高昂且耗时,该框架可帮助克服重大研发障碍 [5] 人工智能教育课程 - OpenMind与Robostore合作推出美国首个K-12公立学校人形机器人教育课程 [9] - 课程将提供机器人技术和AI应用的实践体验,帮助学生塑造AI未来 [9] - 人形机器人"Iris"参与KOID ETF上市仪式,标志机器人参与金融创新的新时代 [9] 机器视觉布局 - 三星电机计划开发用于人形机器人的人工智能视觉功能,利用其在图像处理和AI领域的技术积累 [11] - 三星已推出能识别操纵物体的"Bot Handy"机器人,智能手机相机市场饱和促使转向机器人视觉领域 [11] - 机器人视觉系统需理解空间关系、识别物体和手势,三星可能向其他制造商提供核心AI视觉技术 [11] 激光排爆机器人 - 俄罗斯Rostec集团推出配备高功率激光的履带式遥控机器人,可熔化地雷外壳使爆炸物液化 [14] - 机器人采用电池供电,操控距离达数公里,最高时速25公里,配备红外摄像头 [14] - 该系统已进入量产阶段,适用于危险环境如前线区域 [14] 机器人企业名录 - 工业机器人领域包含埃斯顿自动化、节卡机器人等15家企业 [19] - 服务与特种机器人领域有亿嘉和、普渡机器人等7家企业 [19] - 医疗机器人领域涵盖天智航、精锋医疗等12家企业 [19] - 人形机器人领域包括优必选科技、宇树等18家企业 [21] - 具身智能企业涉及跨维智能、科大讯飞等16家 [22] - 核心零部件企业包含绿的谐波、思岚科技等24家 [23]