20、极简大规模微机器人系统：现状、挑战与未来展望

极简大规模微机器人系统：现状、挑战与未来展望

在机器人技术的发展历程中，从最初的大型工业机器人到如今的小型化、智能化机器人，每一次的进步都为我们带来了新的可能性。而微机器人技术，作为机器人领域的前沿方向，正逐渐展现出其巨大的潜力。本文将深入探讨微机器人的定义、动机、现状以及相关的关键技术，并以 I - Swarm 机器人平台为例进行详细分析。

微机器人的定义与动机

微机器人的定义并非一成不变。通常，微机电系统（MEMS）被定义为至少某些维度在微米范围内的机电系统，一个完整的系统应包含传感、信息处理和驱动三个功能子单元。从严格意义上讲，微机器人的尺寸应在微米级别，但在实际文献中，该术语常指尺寸达几厘米的较大机器人，这主要是为了强调与标准工业机器人相比的高度小型化。

微机器人可分为两类：
- 微型机器人 ：尺寸为几立方厘米，由经典的微型组件（如小型电机、小型印刷电路板上的电子设备等）组装而成。例如麻省理工学院（MIT）和 IROBOT CORP 的 iRobot 群、瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的 Alice 群以及德国斯图加特和卡尔斯鲁厄大学的 Jasmine 群。这类机器人的优势在于设计和改进机器人特性（如移动速度、处理能力和传感能力）相对容易。
- 基于 MEMS 的微机器人 ：由多个甚至单个芯片组成，采用 MEMS 技术制造，具有微米级的特征。不过，目前大多数已实现的机器人群属于第一类。

那么，为什么要进一步缩小机器人的尺寸呢？尽管在达到一定程度的小型化后，制造和设计变得更具挑战性，且性能可能受限，但仍有诸多动机促使我们朝着这个方向发展：
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