在科技與經濟迅猛發展的今天，人類對自然的開發不斷深入，各種非常規場景日益增多，這對機器人的形態與功能提出了全新挑戰。其中，微納級機器人以其獨特的優勢脫穎而出。這類機器人尺寸僅在微米至納米級別，能夠突破傳統器械的限制，在人體血管、組織間隙以及復雜污染環境等場景中執行精準作業。
長期以來，人類一直致力于實現微型機器人的研制，如今這一夢想正逐步走向現實。華南理工大學的一支團隊在微納機器人與活性系統領域取得了一系列突破性進展，為該技術的發展開辟了新路徑。在他們的推動下，微納機器人在環境保護、工業檢測、生物醫學等多個領域展現出了巨大的變革潛力。
早期的單模塊微納機器人功能較為單一，通常只能完成簡單的定向運動或單一任務。在動態、復雜的真實環境中，它們應對多重挑戰的能力明顯不足。這些現實困境促使研究團隊將目光投向了更為智能、集成的微納機器人系統。微納機器人設計是一門高度綜合的交叉學科，必須緊密貼合實際應用場景。研究團隊深刻認識到，模塊設計要與具體應用需求精確匹配，在功能、集成度與工程可行性之間找到最佳平衡點。基于這一認識，他們提出了“面向實際需求的應用驅動設計”核心理念，為下一代智能微納機器人的系統化開發繪制了清晰的技術路線。
傳統的光刻、同軸微流體打印等技術，在同時實現微小尺寸、低成本與高精度方面面臨諸多難題，這限制了復雜三維微納結構的可控制備。針對這一關鍵技術瓶頸，研究團隊創新性地提出了一種融合水凝膠直寫成型（DIW）與紫外光固化的微納管道增材制造新方法，并據此構建了高精度的微納尺度3D打印系統。該方法能夠穩定加工內徑小至3微米的微納管道，具有低成本、高工藝靈活性和良好材料兼容性等突出優勢，可實現連續、高質量的三維中空復雜結構。這一突破標志著我國在尖端微納制造領域達到了新的技術高度。
微塑料污染已成為全球性的環境與健康危機。微塑料能迅速穿透生物屏障進入人體組織，目前科學家已在多種動物及人體組織（包括血液和大腦）中檢測到其存在。此類污染一旦形成，便難以有效清除。傳統的物理過濾或混凝等污水處理方法，對微米級塑料顆粒的去除效率有限。
為高效清除水體中的微塑料，研究團隊創新性地引入了一種類鈣鈦礦半導體材料——鎢酸鉍（Bi2WO6），并通過光還原法在其微球表面沉積銀（Ag）納米顆粒，成功制備出Ag@Bi2WO6微型機器人。這些機器人在純水環境中可自組裝形成集群，并能在極低光強驅動下主動吸附微塑料。為進一步提升清潔效率，團隊還在待處理水域中引入Fe3O4磁性納米顆粒，使其與Ag@Bi2WO6微球共同自組裝，構成磁輔助清潔機器人系統。實驗表明，在特定磁場頻率（14 Hz）驅動下，該機器人集群可在93秒內高效去除98%的微塑料，性能遠超當前已知的其他處理方法。
在工業檢測領域，鍛壓、沖壓等工藝生產的金屬零部件，其內部質量直接關系到終端產品的安全性與可靠性。這類工件常因工藝參數不當而產生內部裂紋等缺陷，而許多產線仍依賴效率低下、主觀性強的人工目視檢測。分子通信作為一種受生物啟發的嶄新通信范式，已在理論層面得到廣泛研究，但在實驗驗證與系統集成方面仍存在諸多挑戰。要將此類通信模式應用于微納機器人實踐，首先必須解決微納尺度下的可靠驅動與信號調控問題。
隨著技術的不斷進步，微納機器人的應用場景正從實驗室快速走向更廣闊的天地。它必將深入醫療健康、環境治理、工業檢測、電子信息等眾多領域，成為未來智能社會中不可或缺的基礎性科技力量。研究團隊正進一步聚焦于系統性能優化與新材料體系拓展，為這一充滿希望的領域潛心勾勒技術藍圖。
