多年来，Science Robotics 的研究主要集中在利用科学和工程原理来开发独特的机器人系统。但是，我们的座右铭是“为机器人技术而科学，机器人技术为科学”，我们还倡导使用机器人作为工具来进一步科学发现的研究。本期特刊重点介绍了采用机器人技术促进基础科学研究的研究，以没有这些工具就不可能的方式扩展我们对自然界中各种现象的理解。
最近，实验室自动化在功能更强大的机器的丰富性和自动化水平方面迅速发展。在本期的“观点”中，Angelopoulos 等人讨论了机器人技术和自动化如何不仅可以减少进行研究所需的时间，还可以通过促进实验的可重复性来消除人类的变异性，最终增强科学完整性。本观点进一步讨论了自动化的各个级别，从辅助自动化到完全自动化及其在实验室中的潜在应用。
机器人技术还具有提高实验精度的潜力。在 Dou 等人的一项研究中，研究人员展示了如何使用机器人技术进行细胞操作，以研究心肌细胞的间隙连接功能。以前的研究在研究间隙连接通透性时依赖于手动过程，例如，在汇合细胞上使用剃须刀片刮擦染料以暴露间隙连接。在这项最新的工作中，Dou 等人演示如何采用机器人技术进行细胞显微注射。该系统利用视觉反馈，并考虑跳动心肌细胞的动态特性，进行高精度显微注射。这使研究人员能够研究健康细胞和患病细胞的间隙连接通透性。
除了实验室之外，机器人技术还可以在加速自然界的科学发现方面发挥重要作用。在野外追踪动物是一个主要障碍，因为它们的活动可能无法预测。例如，鲸鱼的潜水模式相当长，限制了会合事件，即原位目视观察。为了克服这一挑战，无人驾驶飞行器和海洋表面飞行器可以提供一种在野外追踪动物的解决方案。在本期中，Jadhav 等人开发了一个跟踪抹香鲸的框架——用于遥感跟踪和交会的自动驾驶车辆 （AVATARS），它结合了用于自主路由的强化学习和基于超高频 （VHF） 信号的鲸鱼标签传感。他们使用无人驾驶飞行器，这些飞行器配备了用于 VHF 标记的鲸鱼跟踪传感器和水听器浮标，以检测鲸鱼在水下发出的声音信号。他们在加勒比海进行了三次探险，并展示了检测鲸鱼约会事件的潜力。他们的方法对于提供有关抹香鲸行为的新数据可能至关重要。
追踪海洋中的大型动物具有挑战性，但追踪蜜蜂等昆虫则更加复杂，主要是因为它们体型小且运动速度快。
Vo-Doan 等人已经开发了 Fast-Lock-On 跟踪，它能够对飞行的蜜蜂进行高速摄像。该系统可以将图像传感器的焦点锁定在放置在昆虫上的反光标记上。它还依赖于一种反馈机制，该机制可以引导光学放大系统快速聚焦和分辨昆虫。他们将该系统集成到空中机器人上，并展示了它能够跟踪蜜蜂和蝗虫几分钟的能力，并有可能跟踪它们数公里。在另一项研究中，Ulrich 等人开发了一种机器人系统，该系统能够使用计算机视觉自主观察蜂群中的蜜蜂。具体来说，该机器人能够连续进行一个月的观察，并跟踪蜂王和工蜂的关键行为特征，以及巢蜂巢蜂巢细胞内幼鸟的生长和发育。该系统能够获得手动流程无法实现的大量数据，更重要的是，促进了与群体智能和群体自我调节相关的各种机制的研究。
除了活体动物，机器人技术还可以用于研究已灭绝的生物，以了解进化轨迹。在一篇评论文章中，Ishida 等人讨论了如何根据已灭绝生物的化石记录使用工程和机器人技术来研究脊椎动物运动的转变，这被称为受古人启发的机器人学。
机器人技术也可以成为研究人类水平参数（例如“自我意识”）的强大实验工具。理解自我理论，包括身体所有权感、代理感和心理理论，可以通过使用类人机器人来实现，其优势是在功能层面上能够隔离感兴趣的特定组件。Prescott 等人。在一篇评论文章中讨论研究人员如何尝试研究与最小自我、扩展自我和自我多样性相关的各种复杂问题，从而在包括社会认知和心理学在内的各个领域开辟新的前景。
总体而言，这些研究表明机器人技术如何在扩大微观或野外研究机会方面发挥关键作用。我们欢迎在现有和新兴领域进行更多利用机器人加速科学发现的研究。
