最近，來自於(yu) 中國清華大學和美國德克薩斯大學的科學家在《Light: Science & Applications》上發表論文，使用激光幫助溶液中的微型機器人導航，從(cong) 而使其“遊”向目標方向。他們(men) 的結果將幫助研究人員開發“遊泳”微型機器人，用於(yu) 未來的醫療診斷，藥物供給，以及精準手術等領域。

研究中使用的微型機人是一種不對稱粒子（Janus particle），由聚苯乙烯微球做成。微球的一半鍍有金膜，另一半卻沒有（如圖2所示）。通過控製光照條件，這樣的微型機器人可以實現“遊泳態”（swimming state）和“轉動態”（rotation state）的轉變。

在非聚焦光照下，由於(yu) 金膜和聚苯乙烯對光的吸收不一樣，因此，在微球內(nei) 部就產(chan) 生了一個(ge) 溫度梯度，聚苯乙烯一段溫度較低，金膜一端溫度較高。當這樣的微球處在十六烷基三甲基氯化銨（cetyltrimethylammonium chloride）水溶液中，就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 電場，驅動微球前行，這就是“遊泳態”。（如圖2所示）

在聚焦光束（如圖4所示，其中綠色區域表示聚焦後的光斑）的照射下，由於(yu) 隻照射微球的局部，造成微球發生轉動，這就是“轉動態”。一方麵，在運動的開始，研究人員需要利用“轉動態”將微球轉向目標方向。另一方麵，由於(yu) 布朗運動（Brownian motion）的影響，“遊泳態”的微球會(hui) 在前進的過程中發生方向的隨機變化。此時，研究人員需要利用“轉動態”修正微球的運動方向。

過去的十多年間，由於(yu) 具有廣闊的應用前景，可以自主產(chan) 生動力，並在溶液中“遊泳”的微型機器人受到了科學家們(men) 日益增長的關(guan) 注。然而，如何為(wei) 這些機器人導航成為(wei) 了其中一項關(guan) 鍵的問題。為(wei) 此，研究人員提出了各種方案，包括使用磁場，電場，或者超聲波引導這些微型機器人沿著目標方向。新的研究使用了激光，這一做法的一個(ge) 好處是，可以得到更高的空間和時間分辨率，以及可以開發一個(ge) 用於(yu) 多任務並行的微型機器人組。