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某机构工程师设计出一种极微型电池，可用于为细胞大小的机器人供电。这种锌空气电池比一粒沙子还小，能帮助微型机器人感知并响应其环境。

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由某机构工程师设计的一种微型电池，将使细胞大小的自主机器人得以部署，用于在人体内进行药物输送，以及定位天然气管道泄漏等其他应用。

这种新型电池长0.1毫米，厚0.002毫米——大约相当于人类头发的厚度——可以从空气中捕获氧气并用其氧化锌，从而产生最高可达1伏的电流。研究人员证明，这足以为小型电路、传感器或致动器供电。

某教授表示：“我们认为这对机器人技术将具有极大的推动作用。我们正在将机器人功能集成到电池上，并开始将这些组件组装成设备。”

该论文的 lead 作者是两位某机构成员，论文发表在《Science Robotics》上。

电池驱动

数年来，该实验室一直致力于研究能够感知并响应环境刺激的微型机器人。开发此类微型机器人的主要挑战之一是确保它们拥有足够的动力。

其他研究人员已经证明可以利用太阳能为微型设备供电，但这种方法的局限性在于，机器人必须始终有激光或其他光源对准它们。这类设备被称为“牵线木偶”，因为它们由外部电源控制。将电池等电源放入这些微型设备内部，可以让它们自由地漫游到更远的地方。

某教授说：“牵线木偶系统实际上不需要电池，因为它们所需的所有能量都来自外部。但如果你想让一个小型机器人能够进入你无法进入的空间，它就需要有更高程度的自主性。对于不受外部世界束缚的机器人来说，电池是必不可少的。”

为了制造能够变得更自主的机器人，该实验室决定采用一种称为锌空气电池的电池类型。这种电池因其高能量密度而比许多其他类型的电池具有更长的寿命，常用于助听器。

他们设计的电池由一个锌电极连接到一个铂电极组成，嵌入一种常用于微电子学的名为SU-8的聚合物条带中。当这些电极与空气中的氧分子相互作用时，锌被氧化并释放电子流向铂电极，从而产生电流。

在这项研究中，研究人员证明这种电池可以提供足够的能量来驱动一个致动器——在这种情况下，是一个可以上下移动的机械臂。该电池还可以为一个忆阻器（一种可以通过改变其电阻来存储事件记忆的电子元件）和一个时钟电路（允许机器人设备跟踪时间）供电。

该电池还提供了足够的电力来运行两种不同类型的传感器，这些传感器在遇到环境中的化学物质时会改变其电阻。一种传感器由原子级薄的二硫化钼制成，另一种由碳纳米管制成。

某教授说：“我们正在构建基本的积木块，以便在细胞层面构建功能。”

机器人集群

在这项研究中，研究人员使用电线将他们的电池连接到外部设备，但在未来的工作中，他们计划制造将电池集成到设备内部的机器人。

某教授说：“这将成为我们许多机器人工作的核心。你可以围绕能源构建机器人，有点像你可以围绕电池制造电动汽车一样。”

其中一项工作围绕着设计可以注入人体的微型机器人展开，它们可以在体内寻找目标位置，然后释放胰岛素等药物。对于在人体内使用，研究人员设想这些设备将由生物相容性材料制成，一旦不再需要就会分解。

研究人员还在努力提高电池的电压，这可能会实现更多的应用。

这项研究由多个美国官方机构资助。FINISHED