目前的人工動態系統（artificial system，或稱分子馬達）面臨兩大難題：需要很多能量，而且控制起來很複雜。而現有的刺激響應材料通常使用兩種方法來產生重複動作。第一種是「平衡策略」，需要不斷開關外部刺激（比如溫度或濕度），讓材料在不同狀態間切換，但這種刻意設計的環境變化在現實中很難做到。第二種是「非平衡策略」，材料可以在固定的能量輸入下持續振盪（透過材料與刺激之間的互動，比如自我遮蔽效應self-shadowing effect），但這需要遠超環境條件的高能量源，例如雷射或加熱器。這些嚴苛條件常導致材料快速損壞或刺激源失效，使系統難以在自然的低能量環境中長期運作。相較之下，自然界的微生物已演化出完全不同的運動方式，它們能在分子層級捕獲環境中的微小能量，並用來移動。舉例來說，沙門氏菌能主動利用周圍環境的能量，讓鞭毛持續擺動，在各種環境中有效移動。最新研究發現，鞭毛的擺動主要來自MotA₅B₂蛋白所產生的扭力。該蛋白有個特殊結構：五個MotA圍繞著兩個MotB，形成5：2的組合。當有持續的離子流（主要是Na⁺或H⁺）通過時，MotA環會透過與兩個MotB交替結合而旋轉。關鍵在於，MotB-離子-MotA之間的鍵結非常動態（容易斷開又重新連接），這確保了持續的結合與分離，從而維持振盪。這種高度動態的化學鍵驅動的運動機制，為開發能在低能量環境中運作的分子馬達提供了新思路。

近日，美國加州大學洛杉磯分校和中國科學院的研究團隊，受到沙門氏菌鞭毛運動的啟發，開發出一種新型振盪器（CoMO，coordination motorized oscillator）。他們利用銪離子（Eu³⁺）與2,6-吡啶二亞胺（Pdimi）之間會快速結合又分離的特性：溫度稍微升高時這個鍵結就會斷開，降溫時又會重新連接。研究團隊將這種動態鍵結引入矽膠材料（PDMS，polydimethylsiloxane）中，形成一種特殊的彈性材料（Eu-Pdimi-PDMS）。這種材料作為「活性層」，搭配一般的纖維素紙作為「被動層」，就構成了CoMO。活性層的熱膨脹能力非常驚人，是普通矽膠的25倍、被動層的近2,000倍。CoMO能捕捉低至體溫的環境熱能，讓活性層中的Eu-Pdimi鍵結反覆斷開和連接，透過這種分子層級的變化產生持續的振盪動作，就像細菌鞭毛的運作方式。研究發現，這個原理也適用於其他金屬離子（如Al³⁺、Zr⁴⁺），具有很好的通用性。透過電腦模擬，研究團隊釐清了各種材料性質對振盪的影響，為後續設計提供了指引。基於這個通用原理，研究團隊進一步開發出能在多種地形移動、速度可調、姿態可變的軟體機器人CoMbot。這種機器人能有效利用環境中的低密度熱能（比如陽光加熱的地面或電子產品散發的廢熱）來移動。