0:00:00.704,0:00:04.399
我的學生們和我致力於建造[br]微型的機器人，

0:00:04.399,0:00:08.426
你們可以將其想像為[br]機器人版本的一種你們都很熟悉的生物，

0:00:08.426,0:00:10.576
螞蟻。

0:00:10.576,0:00:12.776
我們都知道，[br]螞蟻和其它這般大小昆蟲

0:00:12.776,0:00:15.012
能夠做到一些令人十分驚奇的事情

0:00:15.012,0:00:18.267
比如，我們都見識過一群螞蟻[br]或者類似的昆蟲

0:00:18.267,0:00:22.587
在野餐時搬走你的薯片。

0:00:22.587,0:00:26.090
但是設計這些螞蟻機器人的[br]真正難處在哪裡呢？

0:00:26.090,0:00:29.861
首先，我們如何能夠讓螞蟻大小的機器人

0:00:29.861,0:00:32.609
獲得螞蟻所擁有的能力呢？

0:00:32.609,0:00:35.753
我們首先需要弄清楚[br]如何讓這麼小型的機器人動起來。

0:00:35.753,0:00:38.223
我們需要諸如腿的機械裝置[br]以及高效的馬達

0:00:38.223,0:00:40.072
來支持機器人的移動，

0:00:40.072,0:00:42.723
我們還需要感應器，[br]電源和操控系統

0:00:42.723,0:00:46.665
來集中所有零部件到[br]一個半智能的螞蟻機器人中。

0:00:46.665,0:00:49.071
最後，為了讓這些零部件真正運作起來，

0:00:49.071,0:00:51.180
我們希望能有大批量[br]這樣的機器人一起協作，

0:00:51.180,0:00:53.489
來完成更偉大的任務。

0:00:53.489,0:00:55.970
所以，我將從移動性開始講起。

0:00:55.970,0:00:58.871
昆蟲擁有令人驚奇的移動能力。

0:00:58.871,0:01:00.479
這段影片來自加州大學伯克萊分校，

0:01:00.479,0:01:03.502
展現了一隻蟑螂爬過[br]一段相當複雜的路段，

0:01:03.502,0:01:05.205
卻沒有跌倒，

0:01:05.205,0:01:06.791
而牠能做到這一點是因為

0:01:06.791,0:01:09.787
牠的腿由剛性材料組合而成，

0:01:09.787,0:01:13.205
也就是我們傳統用於[br]製造機器人和軟物質的材料。

0:01:14.424,0:01:18.371
而體型很小時，[br]跳躍則是另一種十分有趣的移動方式。

0:01:18.371,0:01:22.320
比如說，這些昆蟲在彈簧中儲存能量[br]然後快速地釋放出來

0:01:22.320,0:01:26.281
以獲得牠們跳出水面所需要的高能量。

0:01:26.281,0:01:29.523
因此，我的實驗室[br]所做出的最大的貢獻之一，

0:01:29.523,0:01:32.123
就是將剛性材料和軟物質

0:01:32.123,0:01:34.507
在非常小的的機械裝置中結合。

0:01:34.507,0:01:37.532
這個跳躍機械裝置的一面[br]大約是四毫米長，

0:01:37.532,0:01:39.110
非常微小。

0:01:39.110,0:01:43.208
此處使用的硬材料是矽，[br]軟材料則是矽膠。

0:01:43.208,0:01:45.953
這背後基本的想法就是[br]我們要壓縮這一塊

0:01:45.953,0:01:48.654
然後在彈簧中儲存能量再釋放，[br]讓它跳躍起來。

0:01:48.654,0:01:52.037
所以現在這塊板上沒有馬達和電源。

0:01:52.037,0:01:54.800
而這一裝置的實現原理[br]在我的實驗室中被稱為

0:01:54.800,0:01:57.622
“拿著鑷子的研究生”[br]（笑）

0:01:57.622,0:01:59.306
所以，你將在下一條影片中看到的

0:01:59.306,0:02:02.333
是這個跳躍能力很出色的小傢伙。

0:02:02.333,0:02:05.947
這位是艾倫，那個拿著鑷子的研究生，

0:02:05.947,0:02:08.630
而你將看到的是這個四毫米長的機械裝置

0:02:08.630,0:02:10.871
跳躍到幾乎40釐米的高度。

0:02:10.871,0:02:13.355
大約是它自己長度的100倍。

0:02:13.355,0:02:15.221
而且它倖存了下來，在桌面上彈跳著，

0:02:15.221,0:02:17.747
十分強大，並且存活得很好，

0:02:17.747,0:02:19.243
直到我們找不到它的时候，

0:02:19.243,0:02:21.361
因為它實在太小了。

0:02:21.361,0:02:23.970
不過我們最終還是想要[br]在這個裝置中加上馬達，

0:02:23.970,0:02:27.086
而我們的實驗室裡也有學生[br]正在研究毫米尺寸的馬達

0:02:27.086,0:02:30.686
以最終將它裝到[br]小型的自動機器人身上

0:02:30.686,0:02:34.267
但是為了觀察如此微小的裝置的[br]機動性和移動能力，

0:02:34.267,0:02:36.241
我們“作弊”並使用了磁鐵。

0:02:36.241,0:02:39.317
這條影片展現了最终將會成為[br]微型機器人的腿的那一部份，

0:02:39.317,0:02:41.334
而你可以看到矽膠製成的接合點

0:02:41.334,0:02:45.213
以及一塊被外在磁場控制而[br]四处移動的嵌入式磁鐵。

0:02:46.346,0:02:48.949
這就引向了我之前[br]為大家展示的那個機器人。

0:02:49.959,0:02:53.110
真正有趣的是，這個機器人[br]能帮助我們弄清楚

0:02:53.110,0:02:55.117
這樣規模的昆蟲是如何移動的。

0:02:55.117,0:02:57.392
我們有一個很棒的模型來理解[br]所有大小事物的移動方式，

0:02:57.392,0:02:59.394
小到一隻蟑螂，大到一隻大象。

0:02:59.394,0:03:02.228
跑步時，我們都以這種彈跳的方式移動。

0:03:02.228,0:03:06.513
但是當我的體型十分微小時，[br]我雙腳和地面之間的力量

0:03:06.513,0:03:09.288
會大大影響我的移動，[br]遠大於影響我的質量，

0:03:09.288,0:03:11.642
從而就造成了彈跳模式。

0:03:11.642,0:03:13.317
這個小傢伙還沒能完全正常運作

0:03:13.317,0:03:16.392
但是我們還有稍大些[br]能夠四處奔跑的版本。

0:03:16.392,0:03:20.277
這大約是一立方釐米，[br]每一邊都為一釐米，非常微小，

0:03:20.277,0:03:23.179
而我們讓它能夠以[br]每秒十個身長的速度奔跑，

0:03:23.179,0:03:24.565
也就是每秒10釐米的速度。

0:03:24.565,0:03:26.598
對於這麼小的傢伙來說是非常快了，

0:03:26.598,0:03:28.960
而這還僅僅侷限於我們的測試設置。

0:03:28.960,0:03:31.607
但現在這能讓你了解[br]它是如何運作的了。

0:03:32.027,0:03:35.781
我們也可以製作它的3D打印模型，[br]可以跨越障礙物的模型，

0:03:35.781,0:03:39.280
十分像你們之前看到過的蟑螂。

0:03:39.280,0:03:42.166
但是最終我們希望能[br]把所有部件都安置到機器人身上。

0:03:42.166,0:03:45.859
我們想讓感應、電源、[br]操控和驅動一同實現，

0:03:45.859,0:03:48.765
並且不是所有部件都需要是仿生的。

0:03:48.765,0:03:51.900
而這個機器人差不多是指針大小。

0:03:51.900,0:03:55.849
在這種情況下，[br]我們並沒有用磁鐵或肌肉，

0:03:55.849,0:03:58.274
而是火箭裝置來使它移動。

0:03:58.274,0:04:00.940
這是一片微加工的含能材料，

0:04:00.940,0:04:03.539
而我們能製造它的微觀像素，

0:04:03.539,0:04:07.326
然後將一塊像素放到這個機器人的腹部，

0:04:07.326,0:04:11.722
當這個機器人感應到[br]光源增加時，就會跳躍。

0:04:12.645,0:04:14.618
下一條短片是我的最愛。

0:04:14.618,0:04:17.658
你能看到這隻300毫克的機器人

0:04:17.658,0:04:20.064
在空中跳躍到大概8釐米高。

0:04:20.064,0:04:22.974
但它只有4＊4＊7立方毫米的體積。

0:04:22.974,0:04:26.680
在短片的開頭，能看到當能量被釋放時，[br]有一道大閃光，

0:04:26.680,0:04:28.530
而機器人就在空中翻跟鬥

0:04:28.530,0:04:30.139
所以此時就有一大道閃光，

0:04:30.139,0:04:33.336
然後你就可以看到[br]機器人在空中翻跟鬥。

0:04:33.336,0:04:36.368
而這個機器人的身上[br]沒有栓繩或連接電線，

0:04:36.368,0:04:38.239
所有的部件都安裝到位了，

0:04:38.239,0:04:40.760
當旁邊的一個學生打開了桌面檯燈時，

0:04:40.760,0:04:43.243
機器人就會受到感應，跳躍起來。

0:04:43.243,0:04:46.897
因此我想你能想像到我們用這樣尺寸的，[br]會跑、會怕、會跳、會滾的機器人，

0:04:46.897,0:04:51.604
所能做到的很多很酷的事情。

0:04:51.604,0:04:55.394
想像一下一場自然災害，[br]如地震發生之後，產生的諸多碎石。

0:04:55.394,0:04:57.953
想像一下這些微型機器人穿越過碎石

0:04:57.953,0:05:00.171
來尋找倖存者。

0:05:00.171,0:05:03.127
或想像一下許多微型機器人跑過一座橋，

0:05:03.127,0:05:05.286
檢閱橋的質量，保證它的安全性，

0:05:05.286,0:05:07.855
因而不至於造成發生在2007年，

0:05:07.855,0:05:11.454
明尼阿波利斯市的橋體坍塌事件。

0:05:11.454,0:05:15.675
或者就想像一下當這樣的機器人[br]游過你的血液時的樣子。

0:05:15.675,0:05:17.851
是吧？正如艾薩克·阿西莫夫在[br]《神奇的旅程》中所描述的一樣。

0:05:17.851,0:05:22.206
然後醫生們從一開始就不需要開腹，[br]也能進行手術了。

0:05:22.206,0:05:24.936
又或許我們能夠讓[br]微型機器人像白蟻一般工作，

0:05:24.936,0:05:28.433
從而徹底改變我們建造事物的方式，

0:05:28.433,0:05:30.918
而他們能夠在非洲和澳洲，

0:05:30.918,0:05:33.984
為其他白蟻建造難以置信的，

0:05:33.984,0:05:37.340
高效率通風的八米高的土堆。

0:05:37.340,0:05:40.117
所以我認為我已經向各位[br]展示了利用這些微型機器人，

0:05:40.117,0:05:42.154
所能實現的許多可能性。

0:05:42.154,0:05:46.561
而迄今為止我們也取得了一些進步，[br]但仍有很長的路要走，

0:05:46.561,0:05:49.419
希望你們當中也有人能夠為此做出貢獻。

0:05:49.419,0:05:51.187
非常感謝。

0:05:51.187,0:05:53.391
（掌聲）