沈阳自动化所突破界面束缚 微米机器人实现三维自由运动

中国科学院沈阳自动化研究所科研团队于2026年8月提出基于激光远程操控的光热气泡微米机器人多维运动与操控方法。该方法使机器人实现远程吸引、翻越障碍、悬浮控制三种运动技能，突破界面束缚，在液体环境中实现三维空间自由运动，并利用该机器人推动微球完成三维精确定位、收集与装配，为三维微尺度操控、微环境构建等场景提供了全新技术手段。

具有三维空间灵活操控能力的微型机器人在微流控、生物芯片及靶向递药等领域具有广阔应用前景。此前的气泡微米机器人通常被限制在固-液界面上进行二维运动，如何突破界面束缚、实现液体环境中的三维自由操控，一直是该领域面临的关键问题。

科研人员在将光热气泡置于二甲基硅油中后发现，光热气泡掌握了三种全新的运动技能：一是远程吸引，单束激光可以将远处的一个或多个气泡同时吸引聚集；二是翻越障碍，气泡可以自主攀爬斜坡、翻越台阶，在复杂的三维地形上灵活穿行；三是悬浮控制，气泡可以在液体中自主上浮，并在上升途中被激光再次捕获和牵引，实现真正意义上的三维空间自由运动。

据此，科研团队提出光热气泡微米机器人多维运动与操控方法，使气泡微米机器人从“平面搬运工”升级为“三维操控手”。团队进一步利用该气泡机器人推动微球（药物分散或被吸附在高分子、聚合物基质中而形成的微粒分散体系），在斜坡及不同高度微结构上实现了微球的三维精确定位、收集与装配。