▲北科大打造螞蟻大小光控機器人。（圖／台北科技大學提供）
記者崔至雲／台北報導
如螞蟻大小般，用光控制的微型軟性機器人，不但可以遠端遙控轉彎、導航定位，還能爬坡！國立台北科技大學與芬蘭坦佩雷大學（Tampere University）研究團隊共同合作，使用光敏軟材料結合剪紙創意，歷時三年製作出光驅動微型軟性機器人，突破以往軟性架構無法執行複雜運動的不足，為微米（µm）尺度、顯微鏡下的自動化開啟新視野。
國立台北科技大學光電工程系助理教授鄭鈺潔、碩士生呂浩銓、碩士生李軒，與芬蘭坦佩雷大學（Tampere University）曾浩博士等研究團隊共同合作，使用光敏軟材料結合剪紙創意，歷時三年製作出光驅動微型軟性機器人，突破以往軟性架構無法執行複雜運動的不足，為微米（µm）尺度、顯微鏡下的自動化開啟新視野。此成果登上國際光電材料領域頂尖期刊Advanced Materials，更獲選為當期封面。
▲北科大打造螞蟻大小光控機器人，不但可以遠端遙控轉彎、導航定位，還能爬坡。（圖／台北科技大學提供）
北科大光電工程系助理教授鄭鈺潔表示，「我們認為電控微型機器人發展到最小的整體架構，僅能到釐米（mm）尺寸，一直無法縮小至微奈米尺寸，是因為它的驅動來源需要有線電路或裝載電池。尺度更小的雖有分子結構式的化學奈米機器人，但從釐米到奈米之間，可達到顯微鏡下自動化的微米機器人，尚未有良好的解決辦法。因此我們需要新的驅動來源，藉由輻射傳遞能量的光波，則是此研究核心問題的解決方案。」
▲鄭鈺潔表示，光感材料的研究題目未來可結合微奈米光學，透過材料創新或結構上設計，使光感機器人能直接對環境進行感測並反應。（圖／台北科技大學提供）
以往微型軟性機器人受限於材料特性，只能往前、往後移動，無法執行轉彎或到達定點這類較複雜的運動；鄭鈺潔研究團隊利用厚度為50微米、薄如人髮的液晶聚合物薄膜，結合剪紙概念將2D薄膜轉化為3D的幾何結構，利用光對此多瓣結構進行型變控制，達到步階式的光誘導機械運動（photomechanical movements），成功實現以光控制的滾動式微型機器人，不僅可由光導航複雜路徑，移動速度最高可達每秒5釐米，甚至可爬上最高6度的斜坡。
鄭鈺潔2016年中從Intel研發工程師轉戰北科大教職，當時發現台灣液晶與半導體產業發展多年，卻少有人研究用光去控制液晶高分子的題目，在釐米與奈米之間的微型機器人研究也缺乏進展與突破，因此提出這個跨光學與材料領域的前沿研究，獲科技部107年度「愛因斯坦年輕學者培植計畫」支持。
鄭鈺潔表示，這個光感材料的研究題目未來可結合微奈米光學，透過材料創新或結構上設計，使光感機器人能直接對環境進行感測並反應，不像電控機器人需經過晶片編程判斷後才驅動，可實現仿生微結構，為一概念上的創新。此成果登上國際光電材料領域頂尖期刊Advanced Materials，更獲選為當期封面。
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