手持式激光筆在“發(fā)射”時不會產(chǎn)生明顯的后坐力–盡管它發(fā)射的是定向光粒子流。原因非常簡單，因為跟光粒子離開激光筆時引起的非常微小的后坐力脈沖相比，它的質(zhì)量相對巨大。
然而人們早已清楚，光學反沖力確實可以對相應的小顆粒產(chǎn)生重大影響。如彗星的尾巴指向遠離太陽，部分是由于光的壓力。通過光帆推進輕型航天器的問題也被反復討論，最近一次則是跟Starshot項目有關，在該項目中，一支微型航天器艦隊將被送往半人馬座阿爾法星。
作為模型的普通四旋翼無人機
在期刊《Nature Nanotechnology》上，由Bert Hecht教授領導的維爾茨堡物理學家現(xiàn)在首次表明，不僅可以用光在水環(huán)境中有效地推動微米大小的物體，而且可以用所有三個自由度（兩個平移加一個旋轉(zhuǎn)）在表面上精確控制它們。
在這樣做的過程中，研究人員受到了普通四旋翼無人機的啟發(fā)，在那里，四個獨立的轉(zhuǎn)子可以完全控制運動。這種控制的可能性為通常極難處理的納米和微型物體提供了全新的選擇，如納米結構的組裝、納米級精度的表面分析或生殖醫(yī)學領域。
維爾茨堡的微型無人機由一個直徑為2.5微米的透明聚合物盤組成。在這個圓盤中嵌入了最多四個由金制成的可獨立尋址的納米馬達。
“這些馬達是基于在維爾茨堡開發(fā)的光學天線，即尺寸小于光的波長的微小金屬結構，”赫克特研究小組的博士后Xiaofei Wu說道，“這些天線專門為接收圓偏振光進行了優(yōu)化。這使電機能接收光線而無需考慮無人機的方向，這對應用性至關重要。在進一步的步驟中，接收到的光能再由馬達以特定的方向發(fā)射出去進而產(chǎn)生光學反沖力，這取決于偏振的旋轉(zhuǎn)感（順時針或逆時針）和兩種不同波長的光中的任何一種。”
只有在這種想法下，研究人員才能有效和精確地控制他們的微型無人機。由于無人機的質(zhì)量非常小，可以實現(xiàn)極端加速。
微型無人機的開發(fā)是具有挑戰(zhàn)性的。它早在2016年就開始了，由大眾汽車基金會提供研究經(jīng)費，專門用于風險項目。
基于單晶金的精確制造
納米馬達的極度精確制造對微無人機的功能至關重要。使用加速的氦氣離子作為從單晶金中切割納米結構的手段已被證明改變了游戲規(guī)則。而在進一步的步驟中，研究人員使用電子束光刻技術生產(chǎn)無人機機身。最后，無人機必須從基底上分離出來并被帶入溶液中。
在進一步的實驗中，研究人員實施了一個反饋回路以自動糾正對微型無人機的外部影響，進而能更精確地控制它們。此外，研究小組努力完成控制選項以便無人機在表面以上的高度也能被控制。當然，另一個目標是在微型無人機上安裝功能性工具。
