磁声集成微型机器人

无线感知与操控

将嵌入式超声软传感器与磁驱动器无缝集成，首次在毫米级尺寸实现力、振动和温度的同时无线检测与驱动调控，解决了小尺度下传感与驱动不兼容的难题。

Liu, Xurui · Tang, Hanchuan · Li, Na · Tian, Ye · Hao, Bo · Yang, Chaoyu · 沈祖尧 · 张立 · 臧剑锋

Science Robotics 2025

参数信息

传感器尺寸

1.3 × 1.3 × 1.6 mm

传感器模量

98 kPa

传感器质量

4.6 mg

技术优势

传感驱动不打架

嵌入式超声软传感器与磁驱动器无缝集成，两种物理场之间干扰极小，解决了小尺度下难以兼得的矛盾。

软得能贴软组织

传感器模量仅98 kPa，与生物软组织相近，在变形和尺寸上与软硬部件兼容，适合植入或贴附。

身体里能看又能动

通过无源超声通信与外部磁场，可无线检测并调控力、振动、粘度和温度，兔和猪模型证明其能进行机器人反馈控制、精准给药和原位监测。

应用场景

• 无线医疗机器人：传感与驱动一体，无需线缆即可在体内完成闭环控制。
• 植入式生理监测：原位超声检测力、振动、粘度、温度，无需取出即可监测生理参数。
• 精准药物递送：活体猪模型验证了精准药物剂量，可按需施加驱动完成给药。
• 微创手术工具：毫米级软传感器可集成到手术器械中，减少创伤并实时感知。
• 微型机器人控制：超声信号反馈机器人控制，外部磁场驱动，实现无线闭环操纵。