《Nature》發(fā)布毫米級軟體機(jī)器人，為人類研究體內(nèi)微型機(jī)器人提供新思路

導(dǎo)讀

1966年著名作家艾薩克·阿西莫夫出版了一部著名的科幻小說《夢幻旅行》，講述了通過科學(xué)手段把人縮小到了細(xì)胞大小，在人體內(nèi)經(jīng)歷了夢幻般的冒險(xiǎn)。這部小說啟發(fā)了很多科學(xué)家，雖然我們很難把真人縮小到細(xì)胞大小，但制作一個(gè)微型機(jī)器人代替人類進(jìn)入體內(nèi)完成作業(yè)還是完全可行的。所以一直以來，微型機(jī)器人、軟體機(jī)器人成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)，我們都期盼機(jī)器人能聽從指揮的到達(dá)人體指定位置，在對人體危害最小的情況下遞送藥物或者切除病變組織。日前，英國著名期刊《Nature》上便發(fā)布了一款由德國馬普智能系統(tǒng)研究所研制的磁控軟體機(jī)器人，或許它能為人類研究體內(nèi)微型機(jī)器人提供新思路。

這是一段長3.7毫米、寬1.5毫米、厚185微米的長方體機(jī)器人。別小看這個(gè)外表上看起來黑乎乎的小方片，它能在磁場的控制下，像軟體動(dòng)物一樣完成各種指定動(dòng)作。比如在水下或水面游泳、卷成圓圈滾動(dòng)、跳過障礙物、在細(xì)管中爬行，靈活切換各種運(yùn)動(dòng)形式等等。

這款機(jī)器人的主體材料為硅膠，內(nèi)嵌具有磁性的汝鐵硼微顆粒，顆粒的平均直徑為5微米。機(jī)器人表面是防水的，也可以被處理成生物相容材料。機(jī)器人事先被設(shè)定成單波長諧波磁剖面，可以在隨時(shí)間變化的磁場控制下改變自身的形態(tài)，并能根據(jù)地形的不同產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)模式。

由于這款機(jī)器人具有可控性，所以它能在人類的控制下完成裝貨、運(yùn)貨和卸貨的操作，未來可以應(yīng)用于人類人靶向藥物的運(yùn)輸。

這款機(jī)器人能夠適用于不同地形表現(xiàn)在很多方面，比如在通過狹小空間時(shí)，它能像毛毛蟲一樣產(chǎn)生波形震動(dòng)，爬進(jìn)去。

在水中通過在C形和V形之間變換姿態(tài)，像水母一樣學(xué)會游泳?？拷哆厱r(shí)機(jī)器人可以保持C形旋轉(zhuǎn)滾離水面。值得一提的是，其滾動(dòng)的表現(xiàn)也是在學(xué)毛毛蟲躲避捕食者時(shí)的動(dòng)作。

此外遇到比較高的障礙物時(shí)，還可以選擇跳躍的方式?？傊疄榱孙@示該軟體機(jī)器人在各種不規(guī)則環(huán)境中的工作能力，研究人員讓機(jī)器人開啟了多種運(yùn)動(dòng)模式探索水陸雙棲場景和人類胃部模型，并額外完成了抓取物體、定向轉(zhuǎn)移的任務(wù)。

有意思的是，小編在查閱這款軟體機(jī)器人的相關(guān)資料時(shí)，還意外的收獲了馬普智能系統(tǒng)研究所制作這款軟體機(jī)器人的大致過程。怎么說呢這個(gè)過程像極了很多女生在調(diào)制一款粉末面膜時(shí)的動(dòng)作。過程是這樣的：把適量硅膠和汝鐵硼微顆粒倒到容器中，用攪拌棒將其攪拌均勻，待其成為黏性膏狀物時(shí)，均勻的涂抹在有標(biāo)定厚度的玻璃板上。待膏狀物晾干后，用類似于激光的工具，準(zhǔn)確的切割出想要的尺寸。

切割完，就可以用鑷子將相應(yīng)的材料取下來了。

所以，看完實(shí)體的制作過程，便會發(fā)現(xiàn)，這款機(jī)器人的技術(shù)關(guān)鍵貌似并不是如何制作一個(gè)物理意義上的機(jī)器人，而在于如何精準(zhǔn)的控制這只機(jī)器人。要產(chǎn)生怎樣的磁場才能控制這只機(jī)器人做出相應(yīng)的動(dòng)作呢？小編我也期待有大神能出來解釋一下啊。

總之，在人體內(nèi)不需要任何物理干預(yù)便能運(yùn)動(dòng)的軟體機(jī)器人，對體內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人來說是一個(gè)很好的研究方向，只是人體內(nèi)部環(huán)境極其復(fù)雜，想要真正達(dá)到應(yīng)用水平還真是任重而道遠(yuǎn)啊。不過這項(xiàng)工程學(xué)論文能收錄在《Nature》上，也能看出其研究的重要意義。期待未來科幻小說《夢幻旅行》能照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，造福人類。