小型軟體機器人擁有多種運動方式,或將於人類體內工作
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近日,德國馬普智能系統研究所發布了一台毫米級軟體機器人,並將成果發表於Nature期刊。機器人會走、會跳、會滾動、會游泳,還會運送貨物,研究團隊希望它的同伴未來可以進入人類體內工作。
機器人體態為矩形片狀 ,長約3.7毫米,寬約1.5毫米,厚約185微米,材質為硅膠。設備內置按特定方式排布的磁性粒子,研究人員可利用外部磁場對其進行操控。
在磁場作用下,機器人可以伸長或縮短,像尺蠖那樣爬行,也可以像毛毛蟲那樣蜷曲翻滾;它會游泳,也可以從水面掠過,如同蜻蜓點水——不同運動方式可用於應對不同地形。如要運送貨物,機器人會用整個身軀將物體捲起,隨後向目的地進發,並在到達預定位置後將貨物卸下。
科學家們已經在小型軟體機器人領域鑽研多年,希望此類機器人可以輸送藥物到制定的人體組織,輔助實施靶向療法,或在微創手術中發揮作用。不過,這一類機器人大多移動能力有限,且很難在不同介質中準確找到自己的方向。
相比之下,此次發布的機器人擁有更強的適應力。科研團隊負責人Metin Sitti介紹,人類體內有固態環境也有液態環境,而機器人在這兩種條件下皆可運作。
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在填滿水的合成硅膠腹腔內,Sitti團隊開始對機器人進行測試,並發現機器人成功穿過合成組織與流體填充部分。另外,研究人員嘗試將機器人放在一塊雞肉內部,然後利用超聲波成像技術為機器人導航。Sitti博士說,這對機器人在醫療場景下的應用非常重要。
不過,如果希望將機器人送入人類體內,即各個臟器之內,科研人員依然面臨許多障礙——
比如,機器人內部的汝鐵硼磁性粒子可能引發人體組織的免疫反應。而Sitti團隊希望開發一台與人體相容且可生物降解的機器人,避免機器人材質的毒性對人體造成傷害。
再有,雖然3.7 x 1.5毫米的機器人已可以進入腹腔和泌尿系統,但面對醫療場景的需求,這一尺寸或許還是太大。Sitti希望將機器人的寬度控制在8微米之內,即與人類毛細血管直徑相當。
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接下來,團隊將在動物體內對這台機器人進行測試,並預計在七至八年內將其投入醫療場景。
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