小小的機器人，大大的潛力

來一趟微觀世界之旅，機器人學家保羅麥克尤恩與馬克米斯金在演說中解說他們如何設計和量產微型機器人，它們只有單一細胞大小，還有利用原子能驅動的細腳；他們還展示這些機器人未來將如何被「駕駛」，用來對抗作物疾病或從個別神經元的層級來研究你的大腦。

馬克米斯金：這是輪蟲。

牠是種微生物，大小
約是一根頭髮的寬度。

牠們在地球上無所不在——
海水、淡水，無所不在——

這一隻要出來覓食。

記得我初次看到這東西時，
我大概才八歲，我驚呆了。

這麼小的一隻生物，

牠會打獵、游泳、忙著過生活，

但牠的整個宇宙
不過是池中的一滴水。

保羅麥克尤恩：這隻小輪蟲
讓我們有了不可思議的見識。

牠的存在，表示我們可以打造出

實用、複雜、聰明的機器，

但體積只有一點點，

小到不可能看見的程度。

牠讓我體內的那個
工程師魂燃燒了起來，

任何人都能創造這種生物。

但，我必須要承認，
在那驚歎的背後也藏著點羨慕。

大自然能做到，我們為什麼不能？

我們為什麼不能
打造出微小的機器人？

並不只有我一個人這麼想。

事實上，在這幾年間，

全世界各地的研究者開始著手

試圖打造小到

肉眼看不見的機器人。

今天我們要跟大家分享

康乃爾大學以及現在賓州大學
所做的相關努力。

試圖打造出微小的機器人。

好，所以，那是目標。

但我們要怎麼做？

我們要怎麼建造出微小的機器人？

嗯，這麼多人當中，給我們
第一條線索的人是畢卡索。

畢卡索說——

〔「好的藝術家抄襲，
偉大的藝術家用偷的。」〕

（笑聲）

「好的藝術家抄襲，
偉大的藝術家用偷的。」

（笑聲）

好。但從哪裡偷？

嗯，信不信由你，

打造微小機器人所需要的
大部分技術都已經存在。

半導體產業越來越擅長

做出越來越小的裝置，

現在他們已經可以把
大約一百萬個電晶體放入到

一隻單細胞草履蟲大小的空間中。

且不只是電子元件。

他們也可以打造小型
感測器、發光二極管，

一大堆小到無法看見的封裝。

那就是我們打算要做的。
我們要偷用那技術。

這是一個機器人。

（笑聲）

結果發現，機器人有兩個部分。

它有頭，它有腳。

〔偷這些：大腦〕

（笑聲）

我們把它稱為無腳機器人，

聽起來可能很奇特，

但它們自己本身還蠻酷的。

事實上，大部分人現在
身上就有無腳機器人。

你們的智慧手機是世界上
最成功的無腳機器人。

只花了十五年就接管了地球。

為什麼不？

智慧手機是如此美麗的小機器。

它非常有智慧，

它有很棒的溝通技巧，

它的尺寸是你可以
用手拿著的大小。

我們想要打造像這樣的東西，

但要縮小到細胞的尺寸，

縮到草履蟲一樣的大小。

在這裡。

這是我們的細胞尺寸智慧手機。

它連外型都很像智慧手機，

只是小了大約一萬倍。

我們把它稱為 OWIC。

〔光學無線積體電路〕

我們不擅長廣告，好嗎？

（笑聲）

但它本身真的挺酷的。

事實上，這 OWIC 有好幾個部分。

接近頂端的地方，

有很酷的小型太陽能板，
當你用光照亮這個裝置，

它會喚醒在中間的小型電路。

那電路可以驅動小小的 LED 燈，

它會對你閃爍，
讓 OWIC 與你溝通。

不像你的手機，

OWIC 是用光來溝通的，

有點像小型螢火蟲。

這些 OWIC 有一點很酷，

那就是，我們不是一次製造一個，

把所有的元件悍接起來。

我們是大量平行製造。

比如，一個四英吋的晶圓可以

放得下約一百萬個這種 OWIC。

就像你的手機有不同的應用程式，

我們也有不同的 OWIC。

比如，有的可以用來
測量電壓或溫度，

或者只是一個小光點閃爍，
讓你知道它在那裡。

這些小型裝置真的挺酷的。

我想要再和大家分享一些細節。

但首先，我得要先叉開一下話題。

我要跟各位說幾件
關於一分硬幣的軼事。

這個一分硬幣比較古老一點。

背面是林肯紀念堂的圖案。

但，各位可能不知道的第一件事，

就是如果把它放大，
在這個圖案的中間，

可以真的看到亞伯拉罕林肯，

就像真的林肯紀念堂一樣，
它離這裡不遠。

我很確定各位不會知道，

如果再進一步放大——

（笑聲）

各位可以看見在林肯的
胸口有一個 OWIC。

（笑聲）

但，很酷的是，

就算你盯著它看一整天，
你也始終看不到它。

它是肉眼看不見的。

這些 OWIC 很小，

我們用這種平行製造的方式，

讓每個 OWIC 成本不到一分錢。

事實上，在這場展示中
最昂貴的東西，

是寫著「OWIC」的那張小貼紙。

（笑聲）

它的成本大約八分錢。

（笑聲）

我們非常興奮的原因很多。

比如，我們可以拿它們來做
小型的安全智慧標籤，

識別度比指紋更好。

我們真的有把它們放在
其它的醫療器材上面，

用來提供其它資訊，

甚至想過有一天

要把它們放到大腦中聆聽神經元。

事實上，這些 OWIC
只有一個問題：

它不是機器人。

它只是一顆頭。

（笑聲）

我想，大家都同意，

半個機器人不算是機器人。

基本上，沒有腳就什麼都不是。

馬：好，所以，若要打造
機器人，就需要腳。

結果發現，這部分無法

直接去偷既有的技術。

如果想要讓小機器人有腳，
就需要促動器，會動的部件。

它們必須要滿足許多條件。

比如，它們必須要是低電壓的。

也必須使用低電力。

但，最重要的是，必須要夠小。

若想要打造細胞大小的機器人，
就需要細胞大小的腳。

沒有人知道如何打造那種腳。

沒有任何既有技術
能滿足上述條件。

若要幫我們的小機器人打造腳，

我們就需要新技術。

這是我們打造出來的。

這是我們的促動器，
我在供給電壓給它。

各位可以看到，有電壓時，
促動器的反應就是捲起來。

這看起來可能沒什麼，但，

如果把紅血球細胞放到螢幕上，
它的大小大約是這樣，

所以這些是非常小的捲曲。

它們小到不可思議，

但，這個裝置可以彎曲、打直，
完全沒問題，不會斷掉。

我們怎麼做到的？

促動器是用只有十多個原子
厚度的一層鉑製造而成。

我們發現，如果把鉑放到水中，

供應電壓，

水中的原子就會吸附到
鉑的表面上或是脫離，

依電壓高低而異。

就會產生一股力，

可以用來做一些
由電壓控制的活動。

這裡的關鍵在於：一切都要超薄。

接著，促動器要有足夠彈性，

能做這麼微小的彎曲還不會斷裂。

它可以使用附著或移除

一層原子所產生出來的力。

同樣的，這些促動器
也不用一次製造一個。

事實上，跟 OWIC 一樣，
可以大量平行製造。

這裡是幾千個促動器，

我只要供應電壓，

它們就會波動，

看起來就像是未來
機器人大軍的腳。

（笑聲）

現在，有大腦也有肢體了。

有智慧也有促動器。

OWIC 是大腦。

它們能提供我們的
包括感測器、電源供應器，

還能透過光來跟我們做雙向溝通。

鉑層等於是肌肉。

靠它們可以讓機器人四處移動。

我們可以把這兩部分拼起來，

開始打造小小機器人了。

我們想先從簡單的開始打造起。

這個機器人能透過
使用者控制四處行走。

中間是太陽能電池
和連接在上面的電線。

那是 OWIC。

它們和一組腳相連結，
腳上有一層鉑，

上面這些堅固的板子

會告訴腳要如何翻折，
要形成什麼樣的形狀。

想法是，用雷射射在
不同的太陽能板上，

就可以選擇要移動哪隻腳，
讓機器人能四處行走。

當然，我們也不是一次製造一個。
同樣可以大量平行製造。

我們可以在一個四英吋的
晶圓上放一百萬個機器人。

比如，左邊的這張圖是晶片，

這個晶片上就有
大約一萬個機器人。

在我們的巨觀世界，

這東西看起來會像是個
新型的微處理器之類的。

但，如果你把這個晶片
放到顯微鏡下，

你會看見數以千計的微小機器人。

這些機器人還黏在上面。

仍然維持我們剛打造好時的狀態，

若要讓它們能四處行走，
必須要釋放它們。

我們想要現場展示怎麼做，
怎麼釋放機器人大軍，

但這個過程會用到
高度危險的化學物質，

真的很難搞的東西，

且我們現在離白宮只有一英里吧？

是的。他們不會讓我們現場示範。

所以——

（笑聲）

所以我們只能改成
播放一段影片。（笑）

各位看到的是機器人
部署的最後一個階段。

我們要用化學物質將機器人
底下的基質腐蝕掉。

基質融解後，機器人就可以自由地
翻摺成最終的形狀。

各位可以看見，良率大約是 90%，

所以我們打造的一萬個機器人，

幾乎全可被部署和控制。

我們可以把那些機器人
放到不同的地方。

在左邊影片中的
那些機器人是在水中。

我要拿一支移液管過去，

我可以把它們都吸上來。

把機器人從移液管再注入
其它地方時，它們都很好。

事實上，這些機器人小到

可以通過你所能買到
最細的皮下注射針。

是的，如果你想要，

你可以在你自己全身注滿機器人。

（笑聲）

我想他們有興趣。

（笑聲）

右邊畫面中的機器人是在池水中。

請大家等一下子。

喔！

你們看到了嗎？那不是
鯊魚，那是草履蟲。

那就是它們生活的世界。

好，所以這些都很好，
但此時你可能會納悶：

「它們會走路嗎？」

對吧？它們應該要會走路。
它們最好要會。咱們來瞧瞧。

這是一個機器人，
它的太陽能板在中間。

就是那些長方形。

請大家看投影片最上方的
那個太陽能板。

有看到白點嗎？
是雷射打上去的點。

我們開始把雷射移到
不同的太陽能板上，

注意看會發生什麼事。

它走了！

（掌聲）

好啊！

（掌聲）

機器人開始在微觀世界中行進了。

關於這支影片，很酷的一點就是

在影片中是我在駕駛機器人。

事實上，六個月來，我的工作就是

把雷射打在細胞大小的機器人上，

駕駛它們在微觀世界中跑來跑去。

那就是我的工作。

就我所知，這是
世界上最酷的工作。

（笑聲）

那種感覺就是純粹的興奮，

好像你在做不可能的事。

這種驚奇感，就彷彿我小時候

透過顯微鏡初次看到輪蟲一樣。

現在我當爸爸了，
有自己的兒子，他現在三歲。

但，有一天，他也會去
看像那樣的顯微鏡。

我總是納悶：

他會看到什麼？

現在，人類不只能觀看微觀世界，

還可以打造新技術
來形塑微觀世界、

與它互動、設計建造它。

三十年後，我兒子到我這個年齡，

我們會怎麼運用那能力？

會不會微型機器人就像細菌一樣

生存在我們的血液中？

它們會不會住在農作物中
負責除去害蟲？

它們會不會告訴我們
身體受到感染，

或是一個細胞
一個細胞單位的抗癌？

保：很酷的一點是，

各位將能夠參與這場革命。

再過十年左右，

當你買了新的 iPhone 15x Moto
或不論它叫什麼名字——

（笑聲）

可能會附上一個小罐子，
裡面有幾千個小機器人，

你可以用手機上的
應用程式來控制它們。

如果你想要騎草履蟲，就去騎吧。

如果你想要——我不知道——
在世界上最小的舞會中當 DJ，

就去實現它吧。

（笑聲）

我個人非常興奮，期待那天到來。

馬：謝謝。

（掌聲）