微纳米机器人科普知识记录
参考内容:
参考论文:微纳米机器人的最新研究进展综述 (https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?doi=10.13973/j.cnki.robot.210377)
参考知乎文章:【综述向】纳米机器人的研究进展 (https://zhuanlan.zhihu.com/p/547912600)
参考b站视频:微纳米机器人科普讲座-北京航空航天大学-冯林
尺寸定义:
毫米机器人:1 mm~1 cm
微米机器人:1 µm~1 mm
纳米机器人:1 nm~1 µm
微米机器人和纳米机器人统称为微纳米机器人
主要发展历史:

1959年费曼提出在原子尺度上制造机器人
1989年IBM用扫描黑道显微镜成功操纵原子行为
2012年IBM用十二个铁原子造出世界最小储存器
如今利用微型机器人进行体内医疗成为非常重要的研究方向,机器人技术与医疗交叉融合加速。
2000年以来在欧美发达国家该方向形成系统性研究,我国在10年以后起步产生了与其基本相当的研究成果。

微纳机器操作技术发展节点时间线,图源自b站参考视频
主要应用领域:
军事(环境监测,自爆杀伤,反侦察)
工业(微操作与微装配)
环境(主要用于环境修复)
医疗(靶向治疗,医学成像,组织修复,微创手术,药物递送等)
研究方向与挑战:
制造方式
驱动/控制方式
降解方式
仿生技术
功能扩展(复杂环境移动能力,感知交互能力等)
主要驱动方式及其优缺点:
磁场驱动(操作精确,生物适用性强;能量效率低,工作空间/条件受限)
电场驱动(易于控制;生物穿透性弱,运动范围小)
超声驱动(响应快,生物适用性强,安全;操作精度较低)
光驱动(控制模式多,运动速度快;生物穿透性弱,易于收到其它影响)
化学驱动(运动速度快,部分与生物环境兼容;持续性差(会被消耗),操作不易控制)
生物驱动(生物相容性好;需要特定环境,操作不易控制)
混合驱动