Microrobots have been developed for applications in the submillimeter domain such as the manipulation of micro-objects and microsurgery. Rapid progress has been achieved in developing miniaturized components for microrobotic systems, resulting in a variety of functional microactuators and soft components for creating untethered microrobots. Nevertheless, the integration of microcomponents, especially the assembly of actuators and mechanical components, is still time-consuming and has inherent restrictions, thus limiting efficient fabrications of microrobots and their potential applications. Here, we propose a method for fabricating microrobots in situ inspired by the construction of microsystems in living organisms. In a microfluidic chip, hydrogel mechanical components and artificial muscle actuators are successively photopatterned from hydrogel prepolymer and biomolecular motors, respectively, and integrated in situ into functional microrobots. The proposed method allows the fast fabrication of microrobots through simple operations and affordable materials while providing versatile functions through the precise spatiotemporal control of in situ integration and reconfiguration of artificial muscles. To validate the method, we fabricated microrobots to elicit different motions and on-chip robots with unique characteristics for microfluidic applications. This study may establish a new paradigm for microrobot integration and lead to the production of unique biohybrid microrobots with various advantages.

中文翻译：

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由生物分子马达构建的人造肌肉驱动的原位集成微型机器人

微型机器人已被开发用于亚毫米领域的应用，例如微型物体的操作和显微外科手术。在开发用于微型机器人系统的小型化组件方面取得了快速进展，从而产生了各种功能性微型致动器和用于创建不受束缚的微型机器人的软组件。然而，微型部件的集成，特别是执行器和机械部件的组装，仍然很耗时并且具有固有的限制，从而限制了微型机器人的有效制造及其潜在应用。在这里，我们提出了一种原位制造微型机器人的方法，其灵感来自于生物体内微系统的构建。在微流控芯片中，水凝胶机械部件和人造肌肉致动器分别由水凝胶预聚物和生物分子马达连续光图案化，并原位集成到功能性微型机器人中。所提出的方法允许通过简单的操作和负担得起的材料快速制造微型机器人，同时通过对人工肌肉的原位整合和重新配置的精确时空控制提供多种功能。为了验证该方法，我们制造了微型机器人来引发不同的运动，并制造了具有独特特性的片上机器人，用于微流体应用。这项研究可能会为微型机器人集成建立一个新的范例，并导致生产具有各种优势的独特的生物混合微型机器人。并原位集成到功能性微型机器人中。所提出的方法允许通过简单的操作和负担得起的材料快速制造微型机器人，同时通过对人工肌肉的原位整合和重新配置的精确时空控制提供多种功能。为了验证该方法，我们制造了微型机器人来引发不同的运动，并制造了具有独特特性的片上机器人，用于微流体应用。这项研究可能会为微型机器人集成建立一个新的范例，并导致生产具有各种优势的独特的生物混合微型机器人。并原位集成到功能性微型机器人中。所提出的方法允许通过简单的操作和负担得起的材料快速制造微型机器人，同时通过对人工肌肉的原位整合和重新配置的精确时空控制提供多种功能。为了验证该方法，我们制造了微型机器人来引发不同的运动，并制造了具有独特特性的片上机器人，用于微流体应用。这项研究可能会为微型机器人集成建立一个新的范例，并导致生产具有各种优势的独特的生物混合微型机器人。所提出的方法允许通过简单的操作和负担得起的材料快速制造微型机器人，同时通过对人工肌肉的原位整合和重新配置的精确时空控制提供多种功能。为了验证该方法，我们制造了微型机器人来引发不同的运动，并制造了具有独特特性的片上机器人，用于微流体应用。这项研究可能会为微型机器人集成建立一个新的范例，并导致生产具有各种优势的独特的生物混合微型机器人。所提出的方法允许通过简单的操作和负担得起的材料快速制造微型机器人，同时通过对人工肌肉的原位整合和重新配置的精确时空控制提供多种功能。为了验证该方法，我们制造了微型机器人来引发不同的运动，并制造了具有独特特性的片上机器人，用于微流体应用。这项研究可能会为微型机器人集成建立一个新的范例，并导致生产具有各种优势的独特的生物混合微型机器人。