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上海交通大学的刘清坤副教授和美国康奈尔大学的研究团队共同研发了一种名为“微型变形超构机器人”的创新装置，简称“Metabot”。这种机器人体积不到1毫米，可通过微电子系统调整形状，并完成定向移动。

刘清坤提到：“大多数传统微型机器人只能完成局部动作，而我们设计的机器人能够大幅改变自身形态。”

这款机器人借鉴剪纸工艺，结合了电化学驱动的小型执行器。它包含超过100块二氧化硅面板以及200多个厚度仅为10纳米的活动铰链。借助电化学作用，这些铰链能在100毫秒内让机器人产生高达40%的面积变化，还能根据铰链的激活模式改变外形并执行不同动作。

设计灵感源于自然界中会大幅变形的生物，比如细胞或变形虫。然而，由于铰链数量庞大，操控起来并不容易。为此，研究团队采用了精准的电可寻址驱动技术，确保铰链能准确达到目标形状并在变形后保持稳定状态。

这种基于超材料制造的机器人具备独特的“拉胀”属性，即当某一方向受力拉伸时，另一方向也会膨胀。这种被称为“拉胀材料”的物质拥有负泊松比，与普通材料特性相反。

研究人员利用这一特性创造出“超材料机器人”，即“Metabot”。这种机器人兼具灵活性与稳定性，由许多单元模块构成，与传统机器人设计完全不同。即便某些模块出现故障，这种微型变形机器人依然可以正常工作。

在结构设计方面，研究团队发现六边形结构在变形范围和灵活性上表现最佳。与四边形结构相比，六边形结构不仅变形范围更大，而且自由度适中，既能保证柔韧性，又不会过于松散。

这种基于超材料的微型机器人展现了出色的变形和移动能力。相关论文《电子可编程微观超材料片机器人》已在《自然·材料》期刊上发布。

这种机器人在生物医学、环境监控以及微流体技术等多个领域有着广阔的应用前景。例如，在其表面装配带有医疗标志的传感器或微控制器后，机器人能够进入人体内部的复杂狭窄区域。

目前，这种微型机器人尚处于早期研发阶段，面板上的功能还有待完善。未来，研究团队打算改进其性能，并在面板上加入更多功能，如传感器、药物载体和微控制芯片等，以实现无线操控并借助处理器间通信实现分布式管理。

此外，研究人员正在探索将这种机器人整合到内窥镜末端，通过微创手术方式送入人体进行诊断和治疗。刘清坤指出，这种机器人不仅能释放药物，还可能凭借强大的变形能力完成精密操作，类似于柔性机器人或机械手的作用。未来还可以在机器人表面安装电极，利用电刺激治疗病灶，进一步提升其在微创医疗中的应用价值。