近年来，新兴的游泳微
机器人（SwimmingMicrorobot）技术要求气泡微马达研究在掌握流动机理的基础上增强可操控性，完成向气泡微机器人（BubbleMicrorobot）的升级。国际前沿研究报道了气泡微机器人应用于液气界面附近的微组装平台，实现对微芯片的一体化装配；或被用于眼部辅助手术，为更换角膜及眼睛房水内药物输运提供新手段。而从气泡微马达到气泡微机器人的升级，需要研究人员从机理可靠、智能可控及功能全面等三方面给出解决方案。
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室微纳流动研究团队发展了新型磁控多工作模式的气泡微机器人。研究搭建了三维Helmholtz线圈磁控系统，可对内嵌磁性镍层的Janus微球的朝向及运动通过手柄或程序进行便捷且高效的操控（图1）。研究首次提出通过磁场调整液气界面附近Janus微球的朝向，即可实现气泡微机器人的远程速度调制（图2）。研究通过实验揭示了微气泡溃灭引起射流的流动特征，并通过调整Janus微球、微气泡、目标物的相对位置，利用射流流动实现了对目标推进、锚定、抓取等不同功能（图3）。微气泡在液气界面附近溃灭还会产生表面毛细波，可对远场颗粒进行大范围清扫（图4），且表面波远场功能与与射流近场功能可进行可控切换。
相关研究成果以Multimodalbubblemicrorobotnearanair-liquidinterface为题，发表在Small上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究计划、中科院战略性先导科技专项（B类）等的支持。
图1.基于三维Helmholtz磁控系统采用手柄即可对气泡微机器人进行灵魂操控
图2.通过磁场调整液气界面附近Janus微球的朝向以实现气泡微机器人的远程速度调制
图3.通过调整Janus微球、微气泡、目标物的相对位置，利用射流流动及表面波实现了对目标推进、锚定、抓取、清扫等不同功能
图4.远场作用
