我的學生們和我致力於建造 微型的機器人， 你們可以將其想像為 機器人版本的一種你們都很熟悉的生物， 螞蟻。 我們都知道， 螞蟻和其它這般大小昆蟲 能夠做到一些令人十分驚奇的事情 比如，我們都見識過一群螞蟻 或者類似的昆蟲 在野餐時搬走你的薯片。 但是設計這些螞蟻機器人的 真正難處在哪裡呢？ 首先，我們如何能夠讓螞蟻大小的機器人 獲得螞蟻所擁有的能力呢？ 我們首先需要弄清楚 如何讓這麼小型的機器人動起來。 我們需要諸如腿的機械裝置 以及高效的馬達 來支持機器人的移動， 我們還需要感應器， 電源和操控系統 來集中所有零部件到 一個半智能的螞蟻機器人中。 最後，為了讓這些零部件真正運作起來， 我們希望能有大批量 這樣的機器人一起協作， 來完成更偉大的任務。 所以，我將從移動性開始講起。 昆蟲擁有令人驚奇的移動能力。 這段影片來自加州大學伯克萊分校， 展現了一隻蟑螂爬過 一段相當複雜的路段， 卻沒有跌倒， 而牠能做到這一點是因為 牠的腿由剛性材料組合而成， 也就是我們傳統用於 製造機器人和軟物質的材料。 而體型很小時， 跳躍則是另一種十分有趣的移動方式。 比如說，這些昆蟲在彈簧中儲存能量 然後快速地釋放出來 以獲得牠們跳出水面所需要的高能量。 因此，我的實驗室 所做出的最大的貢獻之一， 就是將剛性材料和軟物質 在非常小的的機械裝置中結合。 這個跳躍機械裝置的一面 大約是四毫米長， 非常微小。 此處使用的硬材料是矽， 軟材料則是矽膠。 這背後基本的想法就是 我們要壓縮這一塊 然後在彈簧中儲存能量再釋放， 讓它跳躍起來。 所以現在這塊板上沒有馬達和電源。 而這一裝置的實現原理 在我的實驗室中被稱為 “拿著鑷子的研究生” （笑） 所以，你將在下一條影片中看到的 是這個跳躍能力很出色的小傢伙。 這位是艾倫，那個拿著鑷子的研究生， 而你將看到的是這個四毫米長的機械裝置 跳躍到幾乎40釐米的高度。 大約是它自己長度的100倍。 而且它倖存了下來，在桌面上彈跳著， 十分強大，並且存活得很好， 直到我們找不到它的时候， 因為它實在太小了。 不過我們最終還是想要 在這個裝置中加上馬達， 而我們的實驗室裡也有學生 正在研究毫米尺寸的馬達 以最終將它裝到 小型的自動機器人身上 但是為了觀察如此微小的裝置的 機動性和移動能力， 我們“作弊”並使用了磁鐵。 這條影片展現了最终將會成為 微型機器人的腿的那一部份， 而你可以看到矽膠製成的接合點 以及一塊被外在磁場控制而 四处移動的嵌入式磁鐵。 這就引向了我之前 為大家展示的那個機器人。 真正有趣的是，這個機器人 能帮助我們弄清楚 這樣規模的昆蟲是如何移動的。 我們有一個很棒的模型來理解 所有大小事物的移動方式， 小到一隻蟑螂，大到一隻大象。 跑步時，我們都以這種彈跳的方式移動。 但是當我的體型十分微小時， 我雙腳和地面之間的力量 會大大影響我的移動， 遠大於影響我的質量， 從而就造成了彈跳模式。 這個小傢伙還沒能完全正常運作 但是我們還有稍大些 能夠四處奔跑的版本。 這大約是一立方釐米， 每一邊都為一釐米，非常微小， 而我們讓它能夠以 每秒十個身長的速度奔跑， 也就是每秒10釐米的速度。 對於這麼小的傢伙來說是非常快了， 而這還僅僅侷限於我們的測試設置。 但現在這能讓你了解 它是如何運作的了。 我們也可以製作它的3D打印模型， 可以跨越障礙物的模型， 十分像你們之前看到過的蟑螂。 但是最終我們希望能 把所有部件都安置到機器人身上。 我們想讓感應、電源、 操控和驅動一同實現， 並且不是所有部件都需要是仿生的。 而這個機器人差不多是指針大小。 在這種情況下， 我們並沒有用磁鐵或肌肉， 而是火箭裝置來使它移動。 這是一片微加工的含能材料， 而我們能製造它的微觀像素， 然後將一塊像素放到這個機器人的腹部， 當這個機器人感應到 光源增加時，就會跳躍。 下一條短片是我的最愛。 你能看到這隻300毫克的機器人 在空中跳躍到大概8釐米高。 但它只有4＊4＊7立方毫米的體積。 在短片的開頭，能看到當能量被釋放時， 有一道大閃光， 而機器人就在空中翻跟鬥 所以此時就有一大道閃光， 然後你就可以看到 機器人在空中翻跟鬥。 而這個機器人的身上 沒有栓繩或連接電線， 所有的部件都安裝到位了， 當旁邊的一個學生打開了桌面檯燈時， 機器人就會受到感應，跳躍起來。 因此我想你能想像到我們用這樣尺寸的， 會跑、會怕、會跳、會滾的機器人， 所能做到的很多很酷的事情。 想像一下一場自然災害， 如地震發生之後，產生的諸多碎石。 想像一下這些微型機器人穿越過碎石 來尋找倖存者。 或想像一下許多微型機器人跑過一座橋， 檢閱橋的質量，保證它的安全性， 因而不至於造成發生在2007年， 明尼阿波利斯市的橋體坍塌事件。 或者就想像一下當這樣的機器人 游過你的血液時的樣子。 是吧？正如艾薩克·阿西莫夫在 《神奇的旅程》中所描述的一樣。 然後醫生們從一開始就不需要開腹， 也能進行手術了。 又或許我們能夠讓 微型機器人像白蟻一般工作， 從而徹底改變我們建造事物的方式， 而他們能夠在非洲和澳洲， 為其他白蟻建造難以置信的， 高效率通風的八米高的土堆。 所以我認為我已經向各位 展示了利用這些微型機器人， 所能實現的許多可能性。 而迄今為止我們也取得了一些進步， 但仍有很長的路要走， 希望你們當中也有人能夠為此做出貢獻。 非常感謝。 （掌聲）