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据央视新闻报道，9月26日消息，无需任何电子设备，仅凭一块事先设计好的普通薄板，就能让大小不一的颗粒和构件自动旋转、绕行或定点停留。
近期，中国科学院声学研究所与合肥工业大学的科研团队联合攻克了一项新型物体操控技术，实现了无需电子调控即可精准操控跨尺度物体，相关成果已于近日在国际学术期刊《先进科学》上发表。
图片显示，这是一项关于弯曲波涡旋跨尺度表面物体操控的实验。
据了解，非接触式物体操控是微机械制造、微型机器人研发及智能生产等领域的核心技术。以往，科学界主要依赖涡旋波来实现物体旋转和轨道运动，但传统技术需要复杂的电子控制系统和多通道设备配合，对调控精度要求极高，设备繁琐且成本高昂，这大大限制了该技术的广泛应用。
针对这一难题，我国科研团队创新性地提出了被动亚波长结构操控新方案。研究人员巧妙设计了迷宫型微结构单元，将操控所需的相位信息提前“刻”在薄板结构中，相当于对薄板进行了“预编程”。只需单通道激励，无需任何电子相位调控装置，薄板内部就能稳定生成可控的漩涡波动场。
图片展示了被动结构编码弯曲波涡旋产生与物体操控的原理。
这套新型操控机制通过双重作用实现精准控制：波场的不均匀分布能牢牢约束物体位置，而漩涡波自带的动力则持续驱动物体运动。实验表明，该技术适配范围极广，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。小颗粒可以定点停留或环绕运动，大型构件也能保持稳定持续旋转。此外，通过微调薄板结构设计，还能自由反转物体的运动方向，操控灵活可控。
这项研究突破了传统涡旋操控技术的设备局限，开创了“结构预编码、无电控、高效操控”的全新模式，用简易被动结构替代了复杂电子调控系统。该技术成本更低、适配性更强，为微颗粒输运、精密机械驱动、智能结构设计等前沿领域提供了全新的技术思路，有望推动精密智能制造和微机器人技术向轻量化、简易化方向升级。
IT之家附论文链接： https://doi.org/10.1002/advs.77631
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