中科院与合工大研发无电子调控薄板，实现跨尺度物体精准操控

驱动中国9月26日消息，中国科学院声学研究所与合肥工业大学科研团队近日在物体操控技术领域取得进展，成功研发出一种无需电子调控即可实现跨尺度物体精准操控的新方案。相关研究成果已发表在国际学术期刊《先进科学》上。

非接触式物体操控技术是微机械制造、微型机器人研发及智能生产等领域的关键支撑。此前，业界主要依赖涡旋波实现物体的旋转与轨道运动，但传统方案需配备复杂的电子控制系统及多通道设备，不仅对调控精度要求严苛，且设备体积庞大、成本高昂，制约了技术的广泛应用。

针对上述技术瓶颈，我国科研团队创新性地提出了被动亚波长结构操控方案。该方案通过设计迷宫型微结构单元，将操控所需的相位信息预先固化于薄板结构之中，实现了对薄板的“预编程”。在单通道激励下，无需任何电子相位调控装置，薄板内部即可稳定生成可控的漩涡波动场。

该新型操控机制主要依靠双重作用实现精准控制：波场的不均匀分布用于约束物体位置，而漩涡波自带的动力则持续驱动物体运动。实验数据显示，该技术具备广泛的适配范围，能够实现从亚毫米微小颗粒、毫米级粒子到厘米级轻质构件的跨尺度操控。在实验环境中，微小颗粒可实现定点停留或环绕运动，大型构件则能保持稳定持续的旋转状态。此外，通过微调薄板结构设计，还可自由反转物体的运动方向。

此项研究突破了传统涡旋操控技术对复杂设备的依赖，确立了“结构预编码、无电控、高效操控”的技术路径。通过简易被动结构替代复杂的电子调控系统，该技术有效降低了应用成本并提升了适配性，为微颗粒输运、精密机械驱动及智能结构设计等前沿领域提供了新的技术思路，有助于推动精密智能制造与微机器人技术向轻量化、简易化方向升级。