北海道大学
(上图)显示本研究中一个合成微机器人运动的一系列光学显微照片；(下图)表示鳍随时间的运动(和马·奥巴拉、吉由纪·鹿野山、武田聪)
小的
2021年11月27日)
信用:和马·奥巴拉，吉由纪·鹿野山，武田聪
小的
2021年11月27日 正如著名物理学家理查德·费曼所阐述的那样，创造模仿生物能力的分子微型机器人是纳米技术的梦想
实现这一目标面临许多挑战
其中最重要的一个是在水中产生定向自我推进
由北海道大学三名科学家组成的团队，在助理教授吉由纪(Yoshiyuki Kageyama)的带领下，成功创造出一种利用自我连续往复运动来推进的微晶
他们的发现发表在《小》杂志上
微型机器人的梦想是一个古老的梦想，已经在科幻小说中出现了几十年，并因纳米技术的兴起而普及
这些机器人的一个方面是自我推进，自我持续移动的能力
实现这一目标有两个主要挑战:第一个是制造一个可以相互变形的分子机器人，第二个是将这种变形转化为分子机器人的推进
Kageyama的团队建立在他们之前的研究基础上，该研究解决了第一个挑战——创造能够相互变形的分子机器人
然而，正如爱德华·珀塞尔的扇形定理所解释的那样，一般来说，微小物体不能将它们的往复运动转化为渐进运动
在目前的研究中，科学家们进行了下一步，并成功地在一个运动仅限于二维的实验系统中实现了分子机器人的自推进；在这个系统中，粘性阻力各向异性地起作用，使其弱到可以忽略不计
学分:北海道大学 移动分子机器人在水中游泳 微型机器人由蓝光驱动，蓝光驱动一系列反应，导致鳍翻转和推进
由于反应的性质，运动不是连续的，而是间歇发生的；此外，分子机器人展示了三种不同推进方式中的一种:一种“划水”方式，鳍在前面；一种“踢”式，鱼鳍在后面；或者“侧划”式，将手指放在一边
机动性的性质受到鳍的面积及其仰角的影响；单个晶体以不同的方向和风格推动自己
科学家们随后创建了一个计算最小模型，以了解影响二维坦克推进的变量
他们能够确定鳍长、鳍比和仰角是影响推进方向和速度的关键变量
Kageyama说:“这一结果表明，在受限空间产生的各向异性的帮助下，微小的拍打翅膀的人可以游泳，这可能会推动对分子机器人的研究。”
“类似的机制可能存在于小型水生生物在特定条件下的运动中，例如在卵内
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