盒子网本报讯（记者刁雯蕙）清华大学深圳国际研究生院副教授曲钧天团队围绕磁流体液滴机器人在大规模、独立与可编程操控方面的关键技术难题，成功开发出一套基于电磁线圈阵列的可编程操控平台。通过灵活部署液滴机器人，该平台在数字图案显示、信息编码及流体操作等领域展现出巨大应用潜力。相关研究成果近日发表于《IEEE机器人学汇刊》。
团队首先构建了一种高密度分布式电磁线圈阵列，用于在毫米尺度上实现液滴机器人大规模可编程操控。该平台集成了144个小尺寸电磁线圈，能够在113×113平方毫米的工作空间内生成多个局部磁场，从而实现多点独立驱动。
其次，团队深入探究了液滴机器人在局部磁场作用下的运动规律与变形机理。通过调节相邻线圈电流的方向与幅值，可以诱导液滴发生可逆分裂与合并。研究发现，当两个线圈施加方向相反的电流时，可驱动液滴产生拉伸形变。进一步调节磁场强度比，可精确控制分裂后的液滴体积比。为了实现多个液滴机器人的协同路径跟踪，团队提出了一种基于视觉反馈的离散闭环控制策略，使4个液滴机器人成功完成了复杂路径跟踪，误差控制在1毫米以内。
最后，团队展示了液滴机器人在自主排序、图案重构、数字显示、摩斯编码和流体混合等复杂任务场景下的高效协同能力。在流体混合实验中，多个液滴机器人分别从不同通道泵入染料，并在混合区完成主动搅拌，展现出该平台在数字微流控、反应调控与材料合成等领域的应用前景。
相关论文信息：10.1109/TRO.2025.3584430
