在生物工程與機器人技術(shù)的交匯點(diǎn)上，人類(lèi)對生命本質(zhì)的模仿正在改寫(xiě)未來(lái)科技的邊界。新型仿生微型機器人基于跨尺度異質(zhì)結構設計與智能響應材料，持續突破傳統器件的物理極限。但同時(shí)具備微型化、精準操控、高度集成等多物理場(chǎng)協(xié)同設計調控，則需通過(guò)精密制造技術(shù)實(shí)現創(chuàng )新迭代。

傳統加工工藝難以兼顧精密性、功能集成性與生物相容性，微納3D打印技術(shù)兼具高精度、高穩定性、材料兼容、快速成型等優(yōu)勢，正成為破解這一困局的核心引擎。

本文通過(guò)三大標志性科研應用案例，揭示微納制造如何推動(dòng)仿生微型機器人從實(shí)驗室構想邁向工程化應用落地。

01 運動(dòng)范式革新：對數螺旋線(xiàn)軟體機器人登刊《Device》

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)Nikolaos Freris教授團隊創(chuàng )新性提出基于對數螺旋線(xiàn)結構的新型螺旋軟體機器人。研究團隊采用多尺度制造工藝，成功制備了涵蓋不同尺寸、多種材料特性的系列原型機器人。研究通過(guò)仿生驅動(dòng)設計，僅用簡(jiǎn)單的繩索驅動(dòng)復現了其可比擬生物肢體的運動(dòng)特征；又通過(guò)變化構型及陣列協(xié)作，展示了其在多維度和多場(chǎng)景中執行復雜抓取和操作任務(wù)的優(yōu)異性能。

在研究中，作者展示了一種微型螺旋機器人，其總長(cháng)度只有1 cm，最小節邊長(cháng)0.14 mm。該機器人采用摩方精密nanoArch® S130 （精度：2 μm）3D打印系統和摩方韌性光敏樹(shù)脂（ST1400）打印成型。該機器人通過(guò)兩根直徑20 μm的驅動(dòng)細絲實(shí)現精準控制，可對螞蟻等活體微小生物進(jìn)行無(wú)損抓取。

02 生物混合系統新高度：仿生機械臂登頂《Science Robotics》

今年3月，東京大學(xué)研究團隊成功研發(fā)出由培養肌肉組織全驅動(dòng)、具備多關(guān)節靈活運動(dòng)的仿生機械手，并被日本ANN NEWS報道。這項突破性成果不僅攻克了傳統生物混合機器人尺寸與力量受限的難題，更通過(guò)創(chuàng )新性整合摩方微納3D打印技術(shù)，為人工肌肉驅動(dòng)系統開(kāi)辟了全新路徑，標志著(zhù)人類(lèi)在生物機電一體化領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步。

研究團隊受"壽司卷"結構啟發(fā)，成功開(kāi)發(fā)出18 cm長(cháng)的生物混合機械手裝置。該裝置采用創(chuàng )新性仿生設計：首先將8條直徑為50 μm、長(cháng)度為10 cm的薄層肌肉組織平行排列，通過(guò)卷曲工藝形成圓柱形基體結構；在此基礎結構上整合五根具備多關(guān)節活動(dòng)能力的仿生手指，每根手指均配置一個(gè)獨立控制的MuMuTA，實(shí)現精準的抓取動(dòng)作。其中，團隊利用摩方nanoArch® S140（精度：10 μm）3D打印系統制備了多關(guān)節中空手指骨架和細胞培養錨定結構。

03 仿生超寬視覺(jué)創(chuàng )新：針孔復眼亮相《Science Robotics》封面

香港科技大學(xué)范智勇教授團隊創(chuàng )新開(kāi)發(fā)了半球形針孔復眼（PHCE）系統，集成了3D打印的蜂窩狀光學(xué)結構和半球形的全固態(tài)高密度鈣鈦礦納米線(xiàn)（PNA）光電探測器陣列，并以超大視場(chǎng)角與優(yōu)異的動(dòng)態(tài)響應能力，登頂《Science Robotics》封面，成為機器視覺(jué)領(lǐng)域的里程碑。

研究團隊采用摩方nanoArch® P140（精度：10 μm），以光敏樹(shù)脂為原料，成功制備出具有特定幾何構型的針孔陣列，并實(shí)現與半球形外殼凸面的共形集成。依托摩方微納3D打印技術(shù)的高制造自由度與架構精簡(jiǎn)特性，針孔陣列的光學(xué)參數可實(shí)現精確優(yōu)化與自適應配置，確保與底層圖像傳感器的光譜響應及空間采樣需求高效適配，為多機器人協(xié)作和機器人群技術(shù)開(kāi)發(fā)奠定堅實(shí)基礎。

04 挑戰與未來(lái)：一體化制造技術(shù)鏈的構建

三個(gè)代表性科研成果驗證了微納增材制造的技術(shù)賦能潛力。如今，全球頂尖研究學(xué)校與機構正依托摩方面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)、復合精度光固化技術(shù)、創(chuàng )新高性能材料等工藝，將仿生結構制造精度推進(jìn)至微米級，實(shí)現跨尺度精密加工的革命性突破。

未來(lái)，摩方將通過(guò)持續迭代突破微納3D打印技術(shù)，全力推動(dòng)生物-機械系統的高效融合，賦能仿生微型機器人在神經(jīng)介入、深空探測、集群作戰等戰略領(lǐng)域開(kāi)啟精密化、智能化、集群化的全新紀元。