機器人的概念，最早出現在 1920 年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克的科幻小說『羅薩姆的機器人萬能公司』中，劇中敘述了一個叫羅薩姆的公司把機器人作為人類生產的工業品推向市場，讓它充當勞動力代替人類勞動的故事。根據 Robota(捷克文，原意為勞役、苦工)和 Robotnik (波蘭文，原意為工人)，創造出 Robot「機器人」這個詞。

其實，真正意義上的機器人出現在 1959 年，美國人英格伯格和德沃爾制造出了世界上第一臺工業機器人，能代替人做一些諸如抓放零件的簡單工作，也讓人們對機器人的未來更加憧憬。

目前，機器人可替代人類完成許多高重復性的工作，與這些強有力的機器人相比，微型機器人應用前景更值得期待。這正如微型飛機比大型飛機更適合用來觀測農場作物的生長情況以及控制自動灌溉和施肥系統一樣。

俗話說，麻雀雖小，但五臟俱全。這些昆蟲般大小，有的甚至肉眼都難以看到的機器人，早已不再只是科幻小說里的主人公了。

DelFlyMicro 飛行昆蟲機器人

DelflyMicro 超輕、微型飛機是荷蘭代爾夫特理工大學（the Delft University of Technology）的工程師研制，重量僅約為 18g，采用與鳥類似的撲翼飛行設計。借助其搭載的立體視覺系統、處理器和陀螺儀，它可以自行導航，在飛行過程中避開各種障礙。

DelflyMicro 還裝有用于保持飛行高度的氣壓計以及用于保持穩定和航向控制的陀螺儀。借助這些傳感器，這款飛機可以自行起飛，爬升到選定的高度，在空中盤旋大約 9min，整個過程無需進行外部控制。

Robo-Bee 蜜蜂機器人

哈佛大學所研發的仿生機器人 Robo-Bee，由激光切割的碳纖維材料制成，只有硬幣大小，質量僅約 80 毫克，比一只蜜蜂還要輕。通過壓電動力裝置，它輕薄的塑料翅膀拍動頻率可達 120 次/秒。當 Robo-Bee 以某個角度懸停在水面，暫時關掉引擎，將翅膀拍動的頻率降至每秒 9 次，還可實現從空中到水下的無縫過渡。但反過來還不行，因為從水中出來時，還不能產生足夠的升力。

研究人員還通過靜電感應讓 Robo-Bee 可以在任何表面上停留，原理類似于氣球摩擦頭發產生電荷后可以吸附在天花板的現象。值得注意的是，機器人吸附所需的能量低于飛行所需能量的1000 倍以上。當它再次起飛時，切斷貼片的電源供應連接即可。

Robo-Bee 吸附懸停在物體表面

目前的 Robo-Bee 并不是很完美，也還在研發當中，并且有幾個相應的方向。例如，能以任何方式吸附在物體上，不需要搭載電源，或者電線等。

Festo Ant 仿生螞蟻機器人

德國 Festo 公司為解決機器人執行任務過程中出現的協調和組織難題，研發了能夠根據共同目標行動的螞蟻機器人。螞蟻機器人長 13.5 cm，重約 105 g，主體由激光燒結（3D 打印）而成，頭部安裝有 3D 立體相機，觸須可作為充電裝置使用。其身體下方的光感器（類似鼠標）可識別地面紅外線標記進行方向導航，其自帶相機也可對地標定位。

螞蟻機器人的通信網絡可以使它們從上一級控制系統獲得指令的同時，還能互相協作。就如一群真正的螞蟻，不僅可以步調一致地行動，還能保持各自的自主性。

Water Strider 仿生水黽機器人

根據實驗觀察結果和水黽生物體的真實比例，南韓首爾大學（Seoul National University）和美國哈佛大學魏斯仿生工程研究院（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University）研發出一架重量只有 68 毫克，身長僅 2 公分，腿長卻足足有 5 公分的小型機器人，它的身體構造受折紙藝術啟發，具折疊、彈開的能力，而它的長腿則模仿真正的水黽，腿部末端的「腳趾」處呈彎曲狀，并涂上了一層防水的超疏水（superhydrophobic）奈米材質。

雖然目前它無法連續跳躍，落地時也無法保持平衡，但其相對簡單的構造，讓它有機會以較低廉的價格大量生產。

Micro Tugs 微型機器人

斯坦福大學的工程師發明的這種微型機器人 MicroTugs 非常強壯，其中最強的一款僅 12g ，但卻能夠拉動和提升超過自身重量 2000 倍的物品，這相當于一個人能夠拖動一只藍色的大鯨魚。

機器人的腳部安裝了小型橡膠釘，當受到拖拽的壓力時能夠彎曲，增加吸附的表面積，從而增加粘性。當機器人的腳抬起時，這些橡膠釘能夠伸直拉順，從而更容易地與平面分離。

不僅如此，工程師們還發明了可以攀爬墻壁的機器人，但是在墻壁上爬行時能夠拖拽起重達一公斤的物品，這相當于一個人在大樓側壁上能夠提起一頭大象。即便是重量最小的機器人（僅 20 毫克，工程師需要在顯微鏡下用鑷子將其組裝），它都可以拉動比自己重 25 倍的貨物。

Tribot 尺蠖機器人

瑞士聯邦理工學院的研究者們仿照一種名叫尺蠖的昆蟲研發、制作出了 Tribot 機器人。它除了能像尺蠖一樣拱起身體行進之外，還具備著跳躍的能力，彈跳高度可達自身的 7 倍，落地之后，它還會立刻繼續移動。

Tribot 之所以具備如此強大的彈跳力，主要因為其重量極小（僅為 4g），另外，研究者為其裝備了由鈦鎳合金制作而成的記憶金屬彈簧。這種彈簧能夠記住自己最初的形狀，并會在稍微受熱之后恢復到該形狀。

Origami bots 折紙機器人

美國麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室，受傳統折紙藝術的啟發，做出了能從一張小正方形紙片「變形」成一個可移動、載物的微型機器人。這小紙片是由經過激光切割的聚苯乙烯、紙以及 PVC 制成，此外其表面還分布有一些磁鐵，在加熱的條件下從平面狀態到折疊完成只需幾秒鐘時間，當將其置于丙酮溶液中時，機器人除磁體之外的部分都會發生溶解。

目前，機器人的驅動力來自一個電磁線圈驅動系統，未來這種機器人借助 3D 打印技術，將能做得更加小巧，以便進入很多此前不便到達的狹小區域，甚至是人體中。

SRI Bots 微型機器人

斯坦福國際研究所（SRI International）發明的抗磁性微操作技術（DM3），利用印刷電路板（PCB）就可以驅動和控制數以千計的微型機器人，這取代了傳統的機械控制，靈活性更強，也不再受空間與疲勞力學的限制。

實際上，SRI Bots 微型機器人是一個個的小磁體，其主體部分是相同的，只是末端執行器則按需求匹配，以實現精準操控。更厲害的是，這些微型機器人還能夠制造工具為己所用。未來，這些微型機器人能在微自動化應用的制造中發揮重要作用，包括快速成型、光電混合電路制造、以及生物組織制造等。

Starfish bots 小海星機器人

Starfish bots 海星機器人是來自美國約翰·霍普金斯大學的 David Gracias 教授開發的，體積只有 1 立方毫米，微小的觸手由磁性鎳制成，能根據環境中的 ph 值、溫度和酵素含量開合小手。Starfish bots 海星機器人可以被用在醫學檢查上，避免醫生通過微創手術的方式來檢測各種癌癥。

mico-scalops 扇貝機器人

mico-scalops 這個憑肉眼勉強可見的微型機器人，由德國馬克斯普朗克研究所的智能系統科學家團隊開發，可以在血液，眼球液，以及其他體液中游泳，可用來輸送藥物，甚至是修復損傷細胞。

體液與水不一樣，需要有一定的黏稠度，對于扇貝來說，前后移動才是最好的運動方式，模仿扇貝運動的 mico-scalops 移動起來也不需要太多動力，只需要外部磁場提供能量即可。

micro-motor bots 納米機器人

由加拿大蒙特利爾理工大學、蒙特利爾大學和麥吉爾大學科學家組成的研究團隊，研發出的新型納米機器人試劑 micro-motor bots 能夠在血液中穿梭，將腫瘤活躍的癌細胞作為靶標并進行給藥。

納米機器人試劑實際上是由生有 1 億多鞭毛的細菌組成，并以一個完全自主的方式推進，而且在承載藥物的同時，能夠抄捷徑到達身體需要治療的病灶。這種方式確保注射藥物能最佳的定位于腫瘤，避免危及器官和周圍健康組織的完整性，因此能通過減少藥物劑量以削弱劇毒對人體的影響。

龐大的微型機器人家族應用在我們的生活、醫療、建筑等各個領域，帶來諸多便利的同時，無孔不入的它們也是把雙刃劍，對人的隱私安全性也造成了一定威脅。