Taxis orientation is common in microorganisms, and it provides feasible strategies to operate active colloids as small-scale robots. Collective taxes involve numerous units that collectively perform taxis motion, whereby the collective cooperation between individuals enables the group to perform efficiently, adaptively, and robustly. Hence, analyzing and designing collectives is crucial for developing and advancing microswarm toward practical or clinical applications. In this review, natural taxis behaviors are categorized and synthetic microrobotic collectives are discussed as bio-inspired realizations, aiming at closing the gap between taxis strategies of living creatures and those of functional active microswarms. As collective behaviors emerge within a group, the global taxis to external stimuli guides the group to conduct overall tasks, whereas the local taxis between individuals induces synchronization and global patterns. By encoding the local orientations and programming the global stimuli, various paradigms can be introduced for coordinating and controlling such collective microrobots, from the viewpoints of fundamental science and practical applications. Therefore, by discussing the key points and difficulties associated with collective taxes of different paradigms, this review potentially offers insights into mimicking natural collective behaviors and constructing intelligent microrobotic systems for on-demand control and preassigned tasks.

Department of Chemical and Biomolecular Engineering Yonsei University 50 Yonsei ro Seodaemun gu Seoul 03722 Korea

Department of Mechanical and Automation Engineering The Chinese University of Hong Kong Shatin New Territories Hong Kong 999077 China

Department of Physics The Chinese University of Hong Kong Shatin New Territories Hong Kong 999077 China

Faculty of Electrical Engineering and Computer Science VSB Technical University of Ostrava 17 listopadu 2172 15 Ostrava 70800 Czech Republic

Zobrazit více v PubMed

G. Alexandre, S. Greer-Phillips, I. B. Zhulin, FEMS Microbiol. Rev. 2004, 28, 113.

R. Alert, X. Trepat, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2020, 11, 77.

S. Jain, V. M. Cachoux, G. H. Narayana, S. de Beco, J. D'Alessandro, V. Cellerin, T. Chen, M. L. Heuzé, P. Marcq, R.-M. Mège, A. J. Kabla, C. T. Lim, B. Ladoux, Nat. Phys. 2020, 16, 802.

S. Van Helvert, C. Storm, P. Friedl, Nat. Cell Biol. 2018, 20, 8.

S. Camazine, J.-L. Deneubourg, N. R. Franks, J. Sneyd, E. Bonabeau, G. Theraula, Self-Organization in Biological Systems, Princeton University Press, Princeton, NJ 2001.

B. L. Partridge, J. Johansson, J. Kalish, Environ. Biol. Fishes 1983, 9, 253.

C. Anderson, G. Theraulaz, J.-L. Deneubourg, Insectes Soc. 2002, 49, 99.

H. Ling, G. E. Mclvor, K. van der Vaart, R. T. Vaughan, A. Thornton, N. T. Ouellette, Nat. Ecol. Evol. 2019, 3, 943.

T. Vicsek, A. Zafeiris, Phys. Rep. 2012, 517, 71.

B. L. Partridge, Sci. Am. 1982, 246, 114.

S. Li, R. Batra, D. Brown, H.-D. Chang, N. Ranganathan, C. Hoberman, D. Rus, H. Lipson, Nature 2019, 567, 361.

M. Dorigo, D. Floreano, L. M. Gambardella, F. Mondada, S. Nolfi, T. Baaboura, M. Birattari, M. Bonani, M. Brambilla, A. Brutschy, D. Burnier, A. Campo, A. L. Christensen, A. Decugniere, G. Di Caro, F. Ducatelle, E. Ferrante, A. Förster, J. M. Gonzales, J. Guzzi, V. Longchamp, S. Magnenat, N. Mathews, M. Montes De Oca, R. O'Grady, C. Pinciroli, G. Pini, P. Rétornaz, J. Roberts, V. Sperati, et al., IEEE Rob. Autom. Mag. 2013, 20, 60.

M. Gauci, R. Nagpal, M. Rubenstein, in Distributed Autonomous Robotic Systems, Springer, Cham 2018, pp. 573-586.

M. Rubenstein, A. Cornejo, R. Nagpal, Science 2014, 345, 795.

Y. Wu, B. G. Hosu, H. C. Berg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 4147.

D. Jin, J. Yu, K. Yuan, L. Zhang, ACS Nano 2019, 13, 5999.

F. Mou, X. Li, Q. Xie, J. Zhang, K. Xiong, L. Xu, J. Guan, ACS Nano 2019, 14, 406.

Y. Chen, T. Kolokolnikov, J. R. Soc., Interface 2014, 11, 20131208.

I. H. Riedel, K. Kruse, J. Howard, Science 2005, 309, 300.

E. O. Budrene, H. C. Berg, Nature 1991, 349, 630.

Y. Alapan, B. Yigit, O. Beker, A. F. Demirörs, M. Sitti, Nat. Mater. 2019, 18, 1244.

R. Masadeh, B. A. Mahafzah, A. Sharieh, Int. J. Adv. Comput. Sci. Appl. 2019, 10, 5.

M. Sapozhnikov, Y. V. Tolmachev, I. Aranson, W.-K. Kwok, Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 114301.

J. Yan, M. Han, J. Zhang, C. Xu, E. Luijten, S. Granick, Nat. Mater. 2016, 15, 1095.

D. Zhou, Y. Gao, J. Yang, Y. C. Li, G. Shao, G. Zhang, T. Li, L. Li, Adv. Sci. 2018, 5, 1800122.

W. Wang, W. Duan, A. Sen, T. E. Mallouk, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 17744.

M. Ibele, T. E. Mallouk, A. Sen, Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3308.

F. Mou, J. Zhang, Z. Wu, S. Du, Z. Zhang, L. Xu, J. Guan, iScience 2019, 19, 415.

F. Ji, D. Jin, B. Wang, L. Zhang, ACS Nano 2020, 14, 6990.

Z. Deng, F. Mou, S. Tang, L. Xu, M. Luo, J. Guan, Appl. Mater. Today 2018, 13, 45.

D. Jin, L. Zhang, Acc. Chem. Res. 2022, 55, 98.

L. Yang, J. Jiang, X. Gao, Q. Wang, Q. Dou, L. Zhang, Nat. Mach. Intell. 2022, 4, 480.

H. Xie, M. Sun, X. Fan, Z. Lin, W. Chen, L. Wang, L. Dong, Q. He, Sci. Rob. 2019, 4, eaav8006.

X. Liang, F. Mou, Z. Huang, J. Zhang, M. You, L. Xu, M. Luo, J. Guan, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1908602.

C. H. Meredith, P. G. Moerman, J. Groenewold, Y.-J. Chiu, W. K. Kegel, A. van Blaaderen, L. D. Zarzar, Nat. Chem. 2020, 12, 1136.

J. Yu, L. Yang, L. Zhang, Int. J. Rob. Res. 2018, 37, 912.

J. Yu, B. Wang, X. Du, Q. Wang, L. Zhang, Nat. Commun. 2018, 9, 3260.

J. H. Kim, X. Serra-Picamal, D. T. Tambe, E. H. Zhou, C. Y. Park, M. Sadati, J.-A. Park, R. Krishnan, B. Gweon, E. Millet, J. P. Butler, X. Trepat, J. J. Fredberg, Nat. Mater. 2013, 12, 856.

G. Servant, O. D. Weiner, P. Herzmark, T. Balla, J. W. Sedat, H. R. Bourne, Science 2000, 287, 1037.

P. J. Van Haastert, P. N. Devreotes, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2004, 5, 626.

S. L. Porter, G. H. Wadhams, J. P. Armitage, Nat. Rev. Microbiol. 2011, 9, 153.

E. T. Roussos, J. S. Condeelis, A. Patsialou, Nat. Rev. Cancer 2011, 11, 573.

E. Theveneau, L. Marchant, S. Kuriyama, M. Gull, B. Moepps, M. Parsons, R. Mayor, Dev. Cell 2010, 19, 39.

J. S. Kennedy, D. Marsh, Science 1974, 184, 999.

G. A. Nevitt, M. Losekoot, H. Weimerskirch, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 4576.

T. Jovanic, M. Winding, A. Cardona, J. W. Truman, M. Gershow, M. Zlatic, Curr. Biol. 2019, 29, 554.

T. W. Engelmann, Arch. Gesamte Physiol. Menschen Tiere 1881, 25, 285.

A. M. Stock, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 10487.

M. Adler, M. Erickstad, E. Gutierrez, A. Groisman, Lab on a Chip 2012, 12, 4835.

B. L. Taylor, I. B. Zhulin, M. S. Johnson, Annu. Rev. Microbiol. 1999, 53, 103.

V. A. Bespalov, I. B. Zhulin, B. L. Taylor, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 10084.

Y. Yang, V. Sourjik, Mol. Microbiol. 2012, 86, 1482.

M. Demir, H. Salman, Biophys. J. 2012, 103, 1683.

R. Blakemore, Science 1975, 190, 377.

S. Klumpp, C. T. Lefèvre, M. Bennet, D. Faivre, Phys. Rep. 2019, 789, 1.

C. T. Lefèvre, L.-F. Wu, Trends Microbiol. 2013, 21, 534.

F. T. De Araujo, M. Pires, R. B. Frankel, C. Bicudo, Biophys. J. 1986, 50, 375.

E. F. DeLong, R. B. Frankel, D. A. Bazylinski, Science 1993, 259, 803.

R. P. Blakemore, R. B. Frankel, A. J. Kalmijn, Nature 1980, 286, 384.

M. A. Bennet, S. H. Eder, Magnetoreception and Magnetotaxis, Wiley, New York 2016.

R. B. Frankel, D. A. Bazylinski, M. S. Johnson, B. L. Taylor, Biophys. J. 1997, 73, 994.

F. Popp, J. P. Armitage, D. Schüler, Nat. Commun. 2014, 5, 5398.

R. Gepner, M. M. Skanata, N. M. Bernat, M. Kaplow, M. Gershow, eLife 2015, 4, e06229.

R. Jander, Annu. Rev. Entomol. 1963, 8, 95.

G. Jékely, J. Colombelli, H. Hausen, K. Guy, E. Stelzer, F. Nédélec, D. Arendt, Nature 2008, 456, 395.

A. Giometto, F. Altermatt, A. Maritan, R. Stocker, A. Rinaldo, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2015, 112, 7045.

B. Eggersdorfer, D.-P. Häder, FEMS Microbiol. Lett. 1991, 85, 319.

D.-P. Häder, Arch. Microbiol. 1987, 147, 179.

D. H. Kim, D. Casale, L. Kőhidai, M. J. Kim, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 163901.

G. M. Allen, A. Mogilner, J. A. Theriot, Curr. Biol. 2013, 23, 560.

A. Bahat, I. Tur-Kaspa, A. Gakamsky, L. C. Giojalas, H. Breitbart, M. Eisenbach, Nat. Med. 2003, 9, 149.

Y. Yan, B. Zhang, Q. Fu, J. Wu, R. Liu, Lab Chip 2021, 21, 310.

S. A. Ocko, L. Mahadevan, J. R. Soc., Interface 2014, 11, 20131033.

G. Cevc, D. Gebauer, Biophys. J. 2003, 84, 1010.

C. Li, A. J. Boileau, C. Kung, J. Adler, Proc. Natl. Acad. Sci. 1988, 85, 9451.

J. P. Armitage, Adv. Microb. Physiol. 1999, 41, 229.

J. Rosko, V. A. Martinez, W. C. Poon, T. Pilizota, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, E7969.

K. Miki, D. E. Clapham, Curr. Biol. 2013, 23, 443.

V. Kantsler, J. Dunkel, M. Blayney, R. E. Goldstein, eLife 2014, 3, e02403.

F. Bretherton, N. M. V. Rothschild, Proc. R. Soc. Lond., Ser. B 1961, 153, 490.

Marcos, H. C. Fu, T. R. Powers, R. Stocker, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 4780.

G. Jing, A. Zöttl, É. Clément, A. Lindner, Sci. Adv. 2020, 6, eabb2012.

A. J. Mathijssen, N. Figueroa-Morales, G. Junot, É. Clément, A. Lindner, A. Zöttl, Nat. Commun. 2019, 10, 3434.

W. G. Wellington, Nature 1944, 154, 671.

H. D. Moreau, C. Blanch-Mercader, R. Attia, M. Maurin, Z. Alraies, D. Sanseau, O. Malbec, M.-G. Delgado, P. Bousso, J.-F. Joanny, R. Voituriez, M. Piel, A.-M. Lennon-Duménil, Dev. Cell 2019, 49, 171.

C. M. de Winde, C. Munday, S. E. Acton, Med. Microbiol. Immunol. 2020, 209, 515.

P. Roca-Cusachs, R. Sunyer, X. Trepat, Curr. Opin. Cell Biol. 2013, 25, 543.

Y. Li, H. Zhai, S. Sanchez, D. B. Kearns, Y. Wu, Phys. Rev. Lett. 2017, 119, 018101.

C. Chen, S. Liu, X.-q. Shi, H. Chaté, Y. Wu, Nature 2017, 542, 210.

D. Shaikh, I. Rañó, Front. Bioeng. Biotechnol. 2020, 8, 565963.

W. Wang, W. Duan, Z. Zhang, M. Sun, A. Sen, T. E. Mallouk, Chem. Commun. 2015, 51, 1020.

Q. Wang, K. F. Chan, K. Schweizer, X. Du, D. Jin, S. C. H. Yu, B. J. Nelson, L. Zhang, Sci. Adv. 2021, 7, eabe5914.

R. Sunyer, X. Trepat, Curr. Biol. 2020, 30, R383.

S. V. Plotnikov, A. M. Pasapera, B. Sabass, C. M. Waterman, Cell 2012, 151, 1513.

J. Feng, H. Levine, X. Mao, L. M. Sander, Soft Matter 2019, 15, 4856.

C.-M. Lo, H.-B. Wang, M. Dembo, Y.-l. Wang, Biophys. J. 2000, 79, 144.

B. Ladoux, R.-M. Mège, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2017, 18, 743.

M. G. Petrino, R. Doetsch, Microbiology 1978, 109, 113.

G. Kaiser, R. Doetsch, Nature 1975, 255, 656.

B. Liebchen, P. Monderkamp, B. Ten Hagen, H. Löwen, Phys. Rev. Lett. 2018, 120, 208002.

P. U. Shirke, H. Goswami, V. Kumar, D. Shah, S. Beri, S. Das, J. Bellare, S. Mayor, K. Venkatesh, J. R. Seth, A. Majumder, Acta Biomater. 2021, 135, 356.

A. Ueki, S. Kidoaki, Biomaterials 2015, 41, 45.

S. R. K. Vedula, A. Ravasio, C. T. Lim, B. Ladoux, Physiology 2013, 28, 370.

S. Li, P. Butler, Y. Wang, Y. Hu, D. C. Han, S. Usami, J.-L. Guan, S. Chien, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 3546.

X. Lin, B. P. Helmke, Biophys. J. 2008, 95, 3066.

T. Kawano, S. Kidoaki, Biomaterials 2011, 32, 2725.

S. B. Carter, Nature 1967, 213, 256.

J. G. Dumortier, S. Martin, D. Meyer, F. M. Rosa, N. B. David, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 16945.

J. Park, D.-H. Kim, A. Levchenko, Biophys. J. 2018, 114, 1257.

P. Simon, R. Dupuis, J. Costentin, Behav. Brain Res. 1994, 61, 59.

D. Treit, M. Fundytus, Pharmacol., Biochem. Behav. 1988, 31, 959.

S. Schnörr, P. Steenbergen, M. Richardson, D. Champagne, Behav. Brain Res. 2012, 228, 367.

G. S. Fraenkel, D. L. Gunn, The Orientation of Animals: Kineses, Taxes and Compass Reactions, Dover, Downers Grove, IL 1961.

L. Edelstein-Keshet, G. B. Ermentrout, in Biological Motion, Springer, Berlin, Heidelberg 1990, pp. 566-576.

S. Ward, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1973, 70, 817.

D. White, in Int. Rev. Cytol., Vol. 72, Elsevier, New York 1981, pp. 203-227.

B. D. Blackhart, D. R. Zusman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1985, 82, 8767.

R. T. Cardé, Annu. Rev. Entomol. 2020, 66, 317.

W. J. Bell, in Chemical Ecology in Insects, Springer, Berlin, Heidelberg 1984, pp. 93-109.

F. A. Hager, K. Krausa, Curr. Biol. 2019, 29, 717.

K. Schwenk, Science 1994, 263, 1573.

D. S. Lehrman, Q. Rev. Biol. 1953, 28, 337.

V. B. Awasthi, Principles of Insect Behavior, Scientific Publishers, Wuhan 2013.

M. Heisenberg, R. Wolf, Vision in Drosophila: Genetics of Microbehavior, Vol. 12, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2013.

Y. M. Giraldo, K. J. Leitch, I. G. Ros, T. L. Warren, P. T. Weir, M. H. Dickinson, Curr. Biol. 2018, 28, 2845.

G. Mazokhin-Porshnyakov, Rev. Entomol. URSS 1960, 39, 52.

S. Hou, R. W. Larsen, D. Boudko, C. W. Riley, E. Karatan, M. Zimmer, G. W. Ordal, M. Alam, Nature 2000, 403, 540.

B. Mazzag, I. Zhulin, A. Mogilner, Biophys. J. 2003, 85, 3558.

I. B. Zhulin, V. A. Bespalov, M. S. Johnson, B. L. Taylor, J. Bacteriol. 1996, 178, 5199.

C. Pierce, H. Wijesinghe, E. Mumper, B. Lower, S. Lower, R. Sooryakumar, Phys. Rev. Lett. 2018, 121, 188001.

T. Hölscher, B. Bartels, Y.-C. Lin, R. Gallegos-Monterrosa, A. Price-Whelan, R. Kolter, L. E. Dietrich, Á. T. Kovács, J. Mol. Biol. 2015, 427, 3695.

D. Nishiguchi, I. S. Aranson, A. Snezhko, A. Sokolov, Nat. Commun. 2018, 9, 4486.

R. Šimkus, R. Baronas, Ž. Ledas, Soft Matter 2013, 9, 4489.

J. Saragosti, V. Calvez, N. Bournaveas, B. Perthame, A. Buguin, P. Silberzan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 16235.

X. Fu, S. Kato, J. Long, H. H. Mattingly, C. He, D. C. Vural, S. W. Zucker, T. Emonet, Nat. Commun. 2018, 9, 2177.

R. Sunyer, V. Conte, J. Escribano, A. Elosegui-Artola, A. Labernadie, L. Valon, D. Navajas, J. M. García-Aznar, J. J. Muñoz, P. Roca-Cusachs, X. Trepat, Science 2016, 353, 1157.

H. Nan, Y. Zheng, Y. H. Lin, S. Chen, C. Z. Eddy, J. Tian, W. Xu, B. Sun, Y. Jiao, Soft Matter 2019, 15, 6938.

H. Haga, C. Irahara, R. Kobayashi, T. Nakagaki, K. Kawabata, Biophys. J. 2005, 88, 2250.

S.-Z. Lin, S. Ye, G.-K. Xu, B. Li, X.-Q. Feng, Biophys. J. 2018, 115, 1826.

S. R. K. Vedula, M. C. Leong, T. L. Lai, P. Hersen, A. J. Kabla, C. T. Lim, B. Ladoux, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 12974.

D. J. Cohen, W. J. Nelson, M. M. Maharbiz, Nat. Mater. 2014, 13, 409.

L. Li, R. Hartley, B. Reiss, Y. Sun, J. Pu, D. Wu, F. Lin, T. Hoang, S. Yamada, J. Jiang, M. Zhao, Cell. Mol. Life Sci. 2012, 69, 2779.

M. Bostwick, E. L. Smith, C. Borba, E. Newman-Smith, I. Guleria, M. J. Kourakis, W. C. Smith, Curr. Biol. 2020, 30, 600.

K. Abe, H. Katsuno, M. Toriyama, K. Baba, T. Mori, T. Hakoshima, Y. Kanemura, R. Watanabe, N. Inagaki, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2018, 115, 2764.

R. Herbison, S. Evans, J.-F. Doherty, M. Algie, T. Kleffmann, R. Poulin, Proc. R. Soc. B 2019, 286, 20191827.

J. Notbohm, S. Banerjee, K. J. Utuje, B. Gweon, H. Jang, Y. Park, J. Shin, J. P. Butler, J. J. Fredberg, M. C. Marchetti, Biophys. J. 2016, 110, 2729.

S. Henkes, K. Kostanjevec, J. M. Collinson, R. Sknepnek, E. Bertin, Nat. Commun. 2020, 11, 1405.

D. Loghin, C. Tremblay, M. Mohammadi, S. Martel, Int. J. Rob. Res. 2017, 36, 1195.

B. Vincenti, G. Ramos, M. L. Cordero, C. Douarche, R. Soto, E. Clement, Nat. Commun. 2019, 10, 5082.

A. Hornung, T. Sbarrato, N. Garcia-Seyda, L. Aoun, X. Luo, M. Biarnes-Pelicot, O. Theodoly, M.-P. Valignat, Biophys. J. 2020, 118, 565.

P. Tohidifar, M. J. Plutz, G. W. Ordal, C. V. Rao, J. Bacteriol. 2020, 202, e00491.

S. Neal, D. de Jong, E. Seaver, Proc. R. Soc. B 2019, 286, 20182491.

T. Brunet, B. T. Larson, T. A. Linden, M. J. Vermeij, K. McDonald, N. King, Science 2019, 366, 326.

T. Das, K. Safferling, S. Rausch, N. Grabe, H. Boehm, J. P. Spatz, Nat. Cell Biol. 2015, 17, 276.

N. Gov, Nat. Mater. 2011, 10, 412.

D. T. Tambe, C. C. Hardin, T. E. Angelini, K. Rajendran, C. Y. Park, X. Serra-Picamal, E. H. Zhou, M. H. Zaman, J. P. Butler, D. A. Weitz, J. J. Fredberg, X. Trepat, Nat. Mater. 2011, 10, 469.

A. Meglič, M. Ilić, P. Pirih, A. Škorjanc, M. F. Wehling, M. Kreft, G. Belušič, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2019, 116, 21843.

P. Oteiza, I. Odstrcil, G. Lauder, R. Portugues, F. Engert, Nature 2017, 547, 445.

J. Yuan, D. M. Raizen, H. H. Bau, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2015, 112, 3606.

S. M. Friedrich, J. M. Burke, K. J. Liu, C. F. Ivory, T.-H. Wang, Nat. Commun. 2017, 8, 1213.

A. Ge, X. Wang, M. Ge, L. Hu, X. Feng, W. Du, B.-F. Liu, Lab Chip 2019, 19, 475.

J. C. Montgomery, C. F. Baker, A. G. Carton, Nature 1997, 389, 960.

R. N. Grishanin, I. I. Chalmina, I. B. Zhulin, Microbiology 1991, 137, 2781.

I. Mori, Y. Ohshima, Nature 1995, 376, 344.

A. Kuhara, M. Okumura, T. Kimata, Y. Tanizawa, R. Takano, K. D. Kimura, H. Inada, K. Matsumoto, I. Mori, Science 2008, 320, 803.

A. Paulick, V. Jakovljevic, S. Zhang, M. Erickstad, A. Groisman, Y. Meir, W. S. Ryu, N. S. Wingreen, V. Sourjik, eLife 2017, 6, e26607.

V. Magdanz, B. Koch, S. Sanchez, O. G. Schmidt, Small 2015, 11, 781.

H. Wang, M. Pumera, Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 3211.

B. A. Camley, W.-J. Rappel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, E10074.

J. Kim, Y. Zheng, A. A. Alobaidi, H. Nan, J. Tian, Y. Jiao, B. Sun, Biophys. J. 2020, 118, 1177.

X. Trepat, E. Sahai, Nat. Phys. 2018, 14, 671.

S. Park, P. M. Wolanin, E. A. Yuzbashyan, H. Lin, N. C. Darnton, J. B. Stock, P. Silberzan, R. Austin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 13910.

O. Chepizhko, M. C. Lionetti, C. Malinverno, C. Giampietro, G. Scita, S. Zapperi, C. A. La Porta, Soft Matter 2018, 14, 3774.

A. Haeger, K. Wolf, M. M. Zegers, P. Friedl, Trends Cell Biol. 2015, 25, 556.

S. Nasrollahi, C. Walter, A. J. Loza, G. V. Schimizzi, G. D. Longmore, A. Pathak, Biomaterials 2017, 146, 146.

T. B. Saw, W. Xi, B. Ladoux, C. T. Lim, Adv. Mater. 2018, 30, 1802579.

X. Trepat, J. J. Fredberg, Trends Cell Biol. 2011, 21, 638.

P. Friedl, J. Locker, E. Sahai, J. E. Segall, Nat. Cell Biol. 2012, 14, 777.

B. Ladoux, R.-M. Mège, X. Trepat, Trends Cell Biol. 2016, 26, 420.

X. Yang, D. Bi, M. Czajkowski, M. Merkel, M. L. Manning, M. C. Marchetti, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, 12663.

M. Bindschadler, J. L. McGrath, J. Cell Sci. 2007, 120, 876.

A. Lorz, Math. Models Methods Appl. Sci. 2010, 20, 987.

Y. Liu, G.-K. Xu, L.-Y. Zhang, H. Gao, Soft Matter 2019, 15, 8441.

T. Sanchez, D. T. Chen, S. J. DeCamp, M. Heymann, Z. Dogic, Nature 2012, 491, 431.

F. Ndlec, T. Surrey, A. C. Maggs, S. Leibler, Nature 1997, 389, 305.

V. Schaller, C. Weber, C. Semmrich, E. Frey, A. R. Bausch, Nature 2010, 467, 73.

G. Duclos, C. Erlenkämper, J.-F. Joanny, P. Silberzan, Nat. Phys. 2017, 13, 58.

W. Wang, W. Duan, S. Ahmed, A. Sen, T. E. Mallouk, Acc. Chem. Res. 2015, 48, 1938.

A. Huth, C. Wissel, in Biological Motion, Springer, Berlin, Heidelberg 1990, pp. 577-595.

T. Xu, Y. Luo, C. Liu, X. Zhang, S. Wang, Anal. Chem. 2020, 92, 7816.

S. C. Takatori, R. De Dier, J. Vermant, J. F. Brady, Nat. Commun. 2016, 7, 10694.

D. Ahmed, T. Baasch, N. Blondel, N. Läubli, J. Dual, B. J. Nelson, Nat. Commun. 2017, 8, 770.

D. Ahmed, A. Sukhov, D. Hauri, D. Rodrigue, G. Maranta, J. Harting, B. J. Nelson, Nat. Mach. Intell. 2021, 3, 116.

X. Lu, H. Shen, Y. Wei, H. Ge, J. Wang, H. Peng, W. Liu, Small 2020, 16, 2003678.

K. Melde, A. G. Mark, T. Qiu, P. Fischer, Nature 2016, 537, 518.

C. Maggi, J. Simmchen, F. Saglimbeni, J. Katuri, M. Dipalo, F. De Angelis, S. Sanchez, R. Di Leonardo, Small 2016, 12, 446.

D. P. Singh, U. Choudhury, P. Fischer, A. G. Mark, Adv. Mater. 2017, 29, 1701328.

Y. Hong, M. Diaz, U. M. Córdova-Figueroa, A. Sen, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1568.

J. A. Cohen, R. Golestanian, Phys. Rev. Lett. 2014, 112, 068302.

W. Duan, R. Liu, A. Sen, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1280.

W. Gao, A. Pei, R. Dong, J. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2276.

D. Kagan, S. Balasubramanian, J. Wang, Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 503.

M. E. Ibele, P. E. Lammert, V. H. Crespi, A. Sen, ACS Nano 2010, 4, 4845.

A. A. Solovev, Y. Mei, O. G. Schmidt, Adv. Mater. 2010, 22, 4340.

A. C. Hortelao, C. Simó, M. Guix, S. Guallar-Garrido, E. Julián, D. Vilela, L. Rejc, P. Ramos-Cabrer, U. Cossío, V. Gómez-Vallejo, T. Patiño 5 6, J. Llop 7, S. Sánchez, Sci. Rob. 2021, 6, eabd2823.

M. Sun, X. Fan, C. Tian, M. Yang, L. Sun, H. Xie, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2011193.

A. Kaiser, A. Snezhko, I. S. Aranson, Sci. Adv. 2017, 3, e1601469.

K. Han, G. Kokot, O. Tovkach, A. Glatz, I. S. Aranson, A. Snezhko, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 9706.

A. Snezhko, I. S. Aranson, Nat. Mater. 2011, 10, 698.

F. Ma, S. Wang, D. T. Wu, N. Wu, Proc. Natl Acad. Sci. USA 2015, 112, 6307.

J. Tong, D. Wang, Y. Liu, X. Lou, J. Jiang, B. Dong, R. Dong, M. Yang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2021, 118, e2104481118.

I. Buttinoni, J. Bialké, F. Kümmel, H. Löwen, C. Bechinger, T. Speck, Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 238301.

Y. Gao, F. Mou, Y. Feng, S. Che, W. Li, L. Xu, J. Guan, ACS Appl. Mater Interfaces 2017, 9, 22704.

S. Hernàndez-Navarro, P. Tierno, J. A. Farrera, J. Ignés-Mullol, F. Sagués, Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 10696.

J. Li, T. Li, T. Xu, M. Kiristi, W. Liu, Z. Wu, J. Wang, Nano Lett. 2015, 15, 4814.

T. Xu, F. Soto, W. Gao, R. Dong, V. Garcia-Gradilla, E. Magaña, X. Zhang, J. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2163.

S. Ahmed, D. T. Gentekos, C. A. Fink, T. E. Mallouk, ACS Nano 2014, 8, 11053.

Y. Chen, X. Ding, S.-C. Steven Lin, S. Yang, P.-H. Huang, N. Nama, Y. Zhao, A. A. Nawaz, F. Guo, W. Wang, Y. Gu, T. E. Mallouk, T. J. Huang, ACS Nano 2013, 7, 3306.

I. R. Bruss, S. C. Glotzer, Soft Matter 2017, 13, 5117.

H. Xu, M. Medina-Sánchez, M. F. Maitz, C. Werner, O. G. Schmidt, ACS Nano 2020, 14, 2982.

E. Steager, C.-B. Kim, J. Patel, S. Bith, C. Naik, L. Reber, M. J. Kim, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 263901.

R. Di Leonardo, L. Angelani, D. Dell'Arciprete, G. Ruocco, V. Iebba, S. Schippa, M. P. Conte, F. Mecarini, F. De Angelis, E. Di Fabrizio, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 9541.

K. Higashi, N. Miki, Sens. Actuators, B 2014, 202, 301.

R. Baker, J. E. Kauffman, A. Laskar, O. E. Shklyaev, M. Potomkin, L. Dominguez-Rubio, H. Shum, Y. Cruz-Rivera, I. S. Aranson, A. C. Balazs, A. Sen, Nanoscale 2019, 11, 10944.

Q. Brosseau, F. B. Usabiaga, E. Lushi, Y. Wu, L. Ristroph, J. Zhang, M. Ward, M. J. Shelley, Phys. Rev. Lett. 2019, 123, 178004.

B. Dai, J. Wang, Z. Xiong, X. Zhan, W. Dai, C.-C. Li, S.-P. Feng, J. Tang, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 1087.

S. Tang, F. Zhang, J. Zhao, W. Talaat, F. Soto, E. Karshalev, C. Chen, Z. Hu, X. Lu, J. Li, Z. Lin, H. Dong, X. Zhang, A. Nourhani, J. Wang, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1809003.

Z. Wu, T. Si, W. Gao, X. Lin, J. Wang, Q. He, Small 2016, 12, 577.

B. Ten Hagen, F. Kümmel, R. Wittkowski, D. Takagi, H. Löwen, C. Bechinger, Nat. Commun. 2014, 5, 4829.

H.-W. Huang, T.-Y. Huang, M. Charilaou, S. Lyttle, Q. Zhang, S. Pané, B. J. Nelson, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1802110.

W. Uspal, M. N. Popescu, S. Dietrich, M. Tasinkevych, Soft Matter 2015, 11, 6613.

D. P. Singh, W. E. Uspal, M. N. Popescu, L. G. Wilson, P. Fischer, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1706660.

M. Xuan, Z. Wu, J. Shao, L. Dai, T. Si, Q. He, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 6492.

L. Ren, D. Zhou, Z. Mao, P. Xu, T. J. Huang, T. E. Mallouk, ACS Nano 2017, 11, 10591.

B. Wang, K. F. Chan, K. Yuan, Q. Wang, X. Xia, L. Yang, H. Ko, Y.-X. J. Wang, J. J. Y. Sung, P. W. Y. Chiu, L. Zhang, Sci. Rob. 2021, 6, eabd2813.

F. Peng, Y. Tu, Y. Men, J. C. van Hest, D. A. Wilson, Adv. Mater. 2017, 29, 1604996.

M. Xie, W. Zhang, C. Fan, C. Wu, Q. Feng, J. Wu, Y. Li, R. Gao, Z. Li, Q. Wang, Y. Cheng, B. He, Adv. Mater. 2020, 32, 2000366.

A. P. Bregulla, A. Würger, K. Günther, M. Mertig, F. Cichos, Phys. Rev. Lett. 2016, 116, 188303.

F. M. Weinert, D. Braun, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 168301.

A. Würger, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 138301.

C. Lv, S. N. Varanakkottu, T. Baier, S. Hardt, Nano Lett. 2018, 18, 6924.

S. Ilday, G. Makey, G. B. Akguc, Ö. Yavuz, O. Tokel, I. Pavlov, O. Gülseren, F. Ö. Ilday, Nat. Commun. 2017, 8, 14942.

M. You, C. Chen, L. Xu, F. Mou, J. Guan, Acc. Chem. Res. 2018, 51, 3006.

X. Lin, B. Xu, H. Zhu, J. Liu, A. Solovev, Y. Mei, Research 2020, 2020, 7659749.

B. Esteban-Fernández de Ávila, W. Gao, E. Karshalev, L. Zhang, J. Wang, Acc. Chem. Res. 2018, 51, 1901.

K. Cheng, J. Guo, Y. Fu, J. Guo, Sens. Actuators, A 2021, 322, 112616.

W. M. Ng, H. X. Che, C. Guo, C. Liu, S. C. Low, D. J. Chieh Chan, R. Mohamud, J. Lim, Langmuir 2018, 34, 7971.

B.-W. Park, J. Zhuang, O. Yasa, M. Sitti, ACS Nano 2017, 11, 8910.

M. M. Stanton, J. Simmchen, X. Ma, A. Miguel-López, S. Sánchez, Adv. Mater. Interfaces 2016, 3, 1500505.

S. Tang, F. Zhang, H. Gong, F. Wei, J. Zhuang, E. Karshalev, B. Esteban-Fernández de Ávila, C. Huang, Z. Zhou, Z. Li, L. Yin, H. Dong, R. H. Fang, X. Zhang, L. Zhang, J. Wang, Sci. Rob. 2020, 5, eaba6137.

X. Yan, Q. Zhou, M. Vincent, Y. Deng, J. Yu, J. Xu, T. Xu, T. Tang, L. Bian, Y.-X. J. Wang, K. Kostarelos, L. Zhang, Sci. Rob. 2017, 2, eaaq1155.

M. M. Stanton, B.-W. Park, D. Vilela, K. Bente, D. Faivre, M. Sitti, S. Sánchez, ACS Nano 2017, 11, 9968.

V. Magdanz, S. Sanchez, O. G. Schmidt, Adv. Mater. 2013, 25, 6581.

S. Xie, T. Xia, S. Li, C. Mo, M. Chen, X. Li, Chem. Eng. J. 2020, 392, 123786.

M. Medina-Sánchez, L. Schwarz, A. K. Meyer, F. Hebenstreit, O. G. Schmidt, Nano Lett. 2016, 16, 555.

K. K. Dey, X. Zhao, B. M. Tansi, W. J. Méndez-Ortiz, U. M. Córdova-Figueroa, R. Golestanian, A. Sen, Nano Lett. 2015, 15, 8311.

S. Wang, X. Liu, Y. Wang, D. Xu, C. Liang, J. Guo, X. Ma, Nanoscale 2019, 11, 14099.

B. E.-F. de Ávila, P. Angsantikul, D. E. Ramírez-Herrera, F. Soto, H. Teymourian, D. Dehaini, Y. Chen, L. Zhang, J. Wang, Sci. Rob. 2018, 3, eaat0485.

D. Hyung Kim, P. Seung Soo Kim, A. Agung Julius, M. Jun Kim, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 053702.

M. M. Stanton, B.-W. Park, A. Miguel-López, X. Ma, M. Sitti, S. Sánchez, Small 2017, 13, 1603679.

E. M. Purcell, Am. J. Phys. 1977, 45, 3.

V. Yadav, W. Duan, P. J. Butler, A. Sen, Annu. Rev. Biophysics 2015, 44, 77.

R. A. Pavlick, S. Sengupta, T. McFadden, H. Zhang, A. Sen, Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 9374.

L. Baraban, S. M. Harazim, S. Sanchez, O. G. Schmidt, Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 5552.

J. L. Moran, J. D. Posner, Annu. Rev. Fluid Mech. 2017, 49, 511.

J. Palacci, S. Sacanna, A. P. Steinberg, D. J. Pine, P. M. Chaikin, Science 2013, 339, 936.

A. I. Campbell, S. J. Ebbens, Langmuir 2013, 29, 14066.

C. Lozano, B. Ten Hagen, H. Löwen, C. Bechinger, Nat. Commun. 2016, 7, 12826.

Y. Hong, N. M. Blackman, N. D. Kopp, A. Sen, D. Velegol, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 178103.

J. Palacci, S. Sacanna, A. Abramian, J. Barral, K. Hanson, A. Y. Grosberg, D. J. Pine, P. M. Chaikin, Sci. Adv. 2015, 1, e1400214.

K. Ishimoto, Phys. Rev. E 2017, 96, 043103.

K. Qi, H. Annepu, G. Gompper, R. G. Winkler, Phys. Rev. Res. 2020, 2, 033275.

F. Peng, Y. Tu, J. C. Van Hest, D. A. Wilson, Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 11662.

D. Sun, D. Zhou, Y. Gao, H. Yue, W. Wang, X. Ma, L. Li, ChemNanoMat 2020, 6, 1611.

L. Yang, J. Yu, L. Zhang, IEEE Trans. Rob. 2020, 36, 254.

F. Ji, T. Li, S. Yu, Z. Wu, L. Zhang, ACS Nano 2021, 15, 5118.

T. Li, J. Li, H. Zhang, X. Chang, W. Song, Y. Hu, G. Shao, E. Sandraz, G. Zhang, L. Li, J. Wang, Small 2016, 12, 6098.

F. Ji, W. S. Liu, L. Yang, T. Xu, X. Wu, L. Zhang, IEEE Rob. Autom. Lett. 2021, 6, 6008.

B. Yigit, Y. Alapan, M. Sitti, Adv. Sci. 2019, 6, 1801837.

K. I. Morozov, A. M. Leshansky, Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 16407.

L. Xu, C. Ma, B. Guan, J. Lin, K. Xiong, F. Mou, M. Luo, J. Guan, Appl. Mater. Today 2020, 19, 100595.

M.-Y. Chiang, Y.-W. Hsu, H.-Y. Hsieh, S.-Y. Chen, S.-K. Fan, Sci. Adv. 2016, 2, e1600964.

K. A. Willets, R. P. Van Duyne, Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 267.

Y. Zhang, C. Min, X. Dou, X. Wang, H. P. Urbach, M. G. Somekh, X. Yuan, Light-Sci. Appl. 2021, 10, 59.

L. Niese, L. Wang, S. Das, J. Simmchen, Soft Matter 2020, 16, 10585.

S. Zarghami, Y. Xiao, P. Wagner, L. Florea, D. Diamond, D. L. Officer, K. Wagner, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 31484.

K. Yuan, M. Pacheco, B. Jurado-Sánchez, A. Escarpa, Adv. Intell. Syst. 2021, 3, 2100002.

P. Cai, M. Layani, W. R. Leow, S. Amini, Z. Liu, D. Qi, B. Hu, Y.-L. Wu, A. Miserez, S. Magdassi, X. Chen, Adv. Mater. 2016, 28, 3102.

X. Serra-Picamal, V. Conte, R. Vincent, E. Anon, D. T. Tambe, E. Bazellieres, J. P. Butler, J. J. Fredberg, X. Trepat, Nat. Phys. 2012, 8, 628.

S. Yamamoto, K. Okada, N. Sasaki, A. C. Chang, K. Yamaguchi, J. Nakanishi, Langmuir 2018, 35, 7459.

R. W. Style, Y. Che, S. J. Park, B. M. Weon, J. H. Je, C. Hyland, G. K. German, M. P. Power, L. A. Wilen, J. S. Wettlaufer, E. R. Dufresne, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 12541.

H.-R. Jiang, N. Yoshinaga, M. Sano, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 268302.

S. Liu, S. Shankar, M. C. Marchetti, Y. Wu, Nature 2021, 590, 80.

N. Yu, X. Lou, K. Chen, M. Yang, Soft Matter 2019, 15, 408.

X. Zhang, C. Chen, J. Wu, H. Ju, ACS Appl. Mater Interfaces 2019, 11, 13581.

A. C. Hortelão, R. Carrascosa, N. Murillo-Cremaes, T. Patiño, S. Sánchez, ACS Nano 2018, 13, 429.

K. Liu, J. Ou, S. Wang, J. Gao, L. Liu, Y. Ye, D. A. Wilson, Y. Hu, F. Peng, Y. Tu, Appl. Mater. Today 2020, 20, 100694.

O. Felfoul, M. Mohammadi, S. Taherkhani, D. De Lanauze, Y. Z. Xu, D. Loghin, S. Essa, S. Jancik, D. Houle, M. Lafleur, L. Gaboury, M. Tabrizian, N. Kaou, M. Atkin, T. Vuong, G. Batist, N. Beauchemin, D. Radzioch, S. Martel, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 941.

S. Martel, M. Mohammadi, in International Conference on Robotics and Automation, IEEE, Piscataway, NJ 2010, pp. 500-505.

A. Kudrolli, G. Lumay, D. Volfson, L. S. Tsimring, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 058001.

Z. Li, H. Zhang, D. Wang, C. Gao, M. Sun, Z. Wu, Q. He, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 19884.

V. Narayan, S. Ramaswamy, N. Menon, Science 2007, 317, 105.

A. Snezhko, M. Belkin, I. Aranson, W.-K. Kwok, Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 118103.

X. Dong, M. Sitti, Int. J. Rob. Res. 2020, 39, 617.

Q. Wang, L. Yang, B. Wang, E. Yu, J. Yu, L. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 11, 1630.

C. Liu, T. Xu, L.-P. Xu, X. Zhang, Micromachines 2018, 9, 10.

P. J. Vach, D. Walker, P. Fischer, P. Fratzl, D. Faivre, J. Phys. D: Appl. Phys. 2017, 50, 11LT03.

J. G. Lee, A. M. Brooks, W. A. Shelton, K. J. Bishop, B. Bharti, Nat. Commun. 2019, 10, 2575.

Z. Guo, T. Wang, A. Rawal, J. Hou, Z. Cao, H. Zhang, J. Xu, Z. Gu, V. Chen, K. Liang, Mater. Today 2019, 28, 10.

C. Scholz, M. Engel, T. Pöschel, Nat. Commun. 2018, 9, 931.

M. Workamp, G. Ramirez, K. E. Daniels, J. A. Dijksman, Soft Matter 2018, 14, 5572.

P. Liu, H. Zhu, Y. Zeng, G. Du, L. Ning, D. Wang, K. Chen, Y. Lu, N. Zheng, F. Ye, M. Yang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 11901.

K. Gilpin, D. Rus, IEEE Rob. Autom. Mag. 2010, 17, 38.

K. Lee, M. Moses, G. S. Chirikjian, Int. J. Rob. Res. 2008, 27, 387.

W. Wang, J. Giltinan, S. Zakharchenko, M. Sitti, Sci. Adv. 2017, 3, e1602522.

M. T. Tolley, M. Kalontarov, J. Neubert, D. Erickson, H. Lipson, IEEE Trans. Rob. 2010, 26, 518.

C. Wu, J. Dai, X. Li, L. Gao, J. Wang, J. Liu, J. Zheng, X. Zhan, J. Chen, X. Cheng, M. Yang, J. Tang, Nat. Nanotechnol. 2021, 16, 288.

J. Li, B. E.-F. de Ávila, W. Gao, L. Zhang, J. Wang, Sci. Rob. 2017, 2, eaam6431.

Y. Zhang, L. Zhang, L. Yang, C. I. Vong, K. F. Chan, W. K. Wu, T. N. Kwong, N. W. Lo, M. Ip, S. H. Wong, J. J. Y. Sung, P. W. Y. Chiu, L. Zhang, Sci. Adv. 2019, 5, eaau9650.

Y. Ying, M. Pumera, Chem. - Eur. J. 2019, 25, 106.

A. Bricard, J.-B. Caussin, N. Desreumaux, O. Dauchot, D. Bartolo, Nature 2013, 503, 95.

A. M. Boymelgreen, T. Balli, T. Miloh, G. Yossifon, Nat. Commun. 2018, 9, 760.

S. Rismani Yazdi, R. Nosrati, C. A. Stevens, D. Vogel, P. L. Davies, C. Escobedo, Small 2018, 14, 1702982.

C. K. Schmidt, M. Medina-Sánchez, R. J. Edmondson, O. G. Schmidt, Nat. Commun. 2020, 11, 5618.

M. Luo, S. Li, J. Wan, C. Yang, B. Chen, J. Guan, Langmuir 2020, 36, 7005.

J. Sun, M. Mathesh, W. Li, D. A. Wilson, ACS Nano 2019, 13, 10191.

F. Soto, D. Kupor, M. A. Lopez-Ramirez, F. Wei, E. Karshalev, S. Tang, F. Tehrani, J. Wang, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 3480.

A. Ressnerova, F. Novotny, H. Michalkova, M. Pumera, V. Adam, Z. Heger, ACS Nano 2021, 15, 12899.

Y. You, D. Xu, X. Pan, X. Ma, Appl. Mater. Today 2019, 16, 508.

M. Xuan, J. Shao, C. Gao, W. Wang, L. Dai, Q. He, Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 12463.

D. Jin, K. Yuan, X. Du, Q. Wang, S. Wang, L. Zhang, Adv. Mater. 2021, 33, 2100070.

B. Wang, K. F. Chan, J. Yu, Q. Wang, L. Yang, P. W. Y. Chiu, L. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1705701.

Y. Dong, L. Wang, K. Yuan, F. Ji, J. Gao, Z. Zhang, X. Du, Y. Tian, Q. Wang, L. Zhang, ACS Nano 2021, 15, 5056.

M. Pacheco, V. de la Asunción-Nadal, B. Jurado-Sánchez, A. Escarpa, Biosens. Bioelectron. 2020, 165, 112286.

B. P. Kumar, A. J. Patil, S. Mann, Nat. Chem. 2018, 10, 1154.

J. Shao, M. Abdelghani, G. Shen, S. Cao, D. S. Williams, J. C. van Hest, ACS Nano 2018, 12, 4877.

M. Sun, K. F. Chan, Z. Zhang, L. Wang, Q. Wang, S. Yang, S. M. Chan, P. W. Y. Chiu, J. J. Y. Sung, L. Zhang, Adv. Mater. 2022, 34, 2201888.

S. Fu, X. Zhang, Y. Xie, J. Wu, H. Ju, Nanoscale 2017, 9, 9026.

L. Kong, N. Rohaizad, M. Z. M. Nasir, J. Guan, M. Pumera, Anal. Chem. 2019, 91, 5660.

C. C. Mayorga-Martinez, M. Pumera, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1906449.

T. Patino, A. Porchetta, A. Jannasch, A. Lladó, T. Stumpp, E. Schäffer, F. Ricci, S. Sánchez, Nano Lett. 2019, 19, 3440.

K. Yuan, M. Á. López, B. Jurado-Sánchez, A. Escarpa, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 46588.

Á. Molinero-Fernández, L. Arruza, M. Á. López, A. Escarpa, Biosens. Bioelectron. 2020, 158, 112156.

X. Ma, X. Wang, K. Hahn, S. Sánchez, ACS Nano 2016, 10, 3597.

H. Choi, S. H. Cho, S. K. Hahn, ACS Nano 2020, 14, 6683.

Z. Wu, J. Troll, H.-H. Jeong, Q. Wei, M. Stang, F. Ziemssen, Z. Wang, M. Dong, S. Schnichels, T. Qiu, P. Fischer, Sci. Adv. 2018, 4, eaat4388.

J. Yu, D. Jin, K.-F. Chan, Q. Wang, K. Yuan, L. Zhang, Nat. Commun. 2019, 10, 5631.

Q. Wang, J. Yu, K. Yuan, L. Yang, D. Jin, L. Zhang, Appl. Mater. Today 2020, 18, 100489.

H. Zhang, Z. Li, C. Gao, X. Fan, Y. Pang, T. Li, Z. Wu, H. Xie, Q. He, Sci. Rob. 2021, 6, eaaz9519.

A. Servant, F. Qiu, M. Mazza, K. Kostarelos, B. J. Nelson, Adv. Mater. 2015, 27, 2981.

M. Xuan, J. Shao, L. Dai, Q. He, J. Li, Adv. Healthcare Mater. 2015, 4, 1645.

R. Cheng, W. Huang, L. Huang, B. Yang, L. Mao, K. Jin, Q. ZhuGe, Y. Zhao, ACS Nano 2014, 8, 7746.

Z. Wu, L. Li, Y. Yang, P. Hu, Y. Li, S.-Y. Yang, L. V. Wang, W. Gao, Sci. Rob. 2019, 4, eaax0613.

L. Xie, X. Pang, X. Yan, Q. Dai, H. Lin, J. Ye, Y. Cheng, Q. Zhao, X. Ma, X. Zhang, G. Liu, X. Chen, ACS Nano 2020, 14, 2880.

S. Wilhelm, A. J. Tavares, Q. Dai, S. Ohta, J. Audet, H. F. Dvorak, W. C. Chan, Nat. Rev. Mater. 2016, 1, 16014.

S. Jeon, B. C. Park, S. Lim, H. Y. Yoon, Y. S. Jeon, B.-S. Kim, Y. K. Kim, K. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 33483.

V. Polshettiwar, R. Luque, A. Fihri, H. Zhu, M. Bouhrara, J.-M. Basset, Chem. Rev. 2011, 111, 3036.

M. Kohantorabi, M. R. Gholami, Ind. Eng. Chem. Res. 2017, 56, 1159.

H. Park, A. May, L. Portilla, H. Dietrich, F. Münch, T. Rejek, M. Sarcletti, L. Banspach, D. Zahn, M. Halik, Nat. Sustainability 2020, 3, 129.

Y. Zhang, K. Yan, F. Ji, L. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1806340.

R. Das, V. S. Sypu, H. K. Paumo, M. Bhaumik, V. Maharaj, A. Maity, Appl. Catal., B 2019, 244, 546.

B. Wang, F. Ji, J. Yu, L. Yang, Q. Wang, L. Zhang, iScience 2019, 19, 760.

F. Ji, B. Wang, L. Zhang, Research 2020, 2020, 6380794.

W. Wang, S. Li, L. Mair, S. Ahmed, T. J. Huang, T. E. Mallouk, Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 3201.

V. Magdanz, I. S. Khalil, J. Simmchen, G. P. Furtado, S. Mohanty, J. Gebauer, H. Xu, A. Klingner, A. Aziz, M. Medina-Sánchez, O. G. Schmidt, S. Misra, Sci. Adv. 2020, 6, eaba5855.

F. Cichos, K. Gustavsson, B. Mehlig, G. Volpe, Nat. Mach. Intell. 2020, 2, 94.

Z. Wu, X. Lin, X. Zou, J. Sun, Q. He, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 250.

J. Shao, M. Xuan, H. Zhang, X. Lin, Z. Wu, Q. He, Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 12935.

H. Zhang, Z. Cao, Q. Zhang, J. Xu, S. L. J. Yun, K. Liang, Z. Gu, Small 2020, 16, 2002732.

R. Edmondson, J. J. Broglie, A. F. Adcock, L. Yang, ASSAY Drug Dev. Technol. 2014, 12, 207.

Magnetic Microrobot Swarms with Polymeric Hands Catching Bacteria and Microplastics in Water