醫(yī)療微型機(jī)器人可根據(jù)周圍環(huán)境在人體內(nèi)自動(dòng)改變形狀

近年來科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出一些微型機(jī)器人，可用于在人體內(nèi)釋放藥物或刮去動(dòng)脈上堆積的脂肪等。但是人體內(nèi)充滿了截然不同的環(huán)境，因此任何探索它們的機(jī)器人都需要能夠適應(yīng)。現(xiàn)在，瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)的研究人員開發(fā)出了可以根據(jù)周圍環(huán)境自動(dòng)變形的微型機(jī)器人。

微型機(jī)器人由折疊起來的生物相容性水凝膠層制成，這種水凝膠折疊起來就像折紙一樣 - 這是在許多其他設(shè)計(jì)用于身體的微型機(jī)器人中看到的策略。微小的磁性顆粒嵌入到材料中，因此可以使用變化的電磁場(chǎng)從身體外部驅(qū)動(dòng)。

但是新機(jī)器人的設(shè)計(jì)也具有一定的自主性 - 它們可以根據(jù)周圍環(huán)境改變形狀，折疊并展開自己最有效的工作形狀。例如，研究小組發(fā)現(xiàn)，管狀體等是最佳設(shè)計(jì)，可以通過低粘度液體，而螺旋形狀更適合穿過更粘稠的液體。為了讓機(jī)器人自己在兩個(gè)形狀之間進(jìn)行過渡，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)使其由更高的蔗糖濃度觸發(fā)。

“我們的機(jī)器人具有特殊的成分和結(jié)構(gòu)，可以讓它們適應(yīng)它們所流過的液體的特性，”該研究的首席研究員Selman Sakar解釋說，“例如，如果它們遇到粘度或滲透濃度的變化，它們改變自己的形狀，以保持速度和機(jī)動(dòng)性，同時(shí)不失去對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的控制。”

研究人員通過設(shè)計(jì)用于模擬血管的玻璃管對(duì)機(jī)器人進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試機(jī)器人在不同粘度的液體中前行。這有助于團(tuán)隊(duì)找出哪些形狀在哪些環(huán)境中更好。該團(tuán)隊(duì)多年來一直在開發(fā)微型機(jī)器人，但這些看起來像迄今為止最先進(jìn)的機(jī)器人。將來，這項(xiàng)工作可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人將藥物直接輸送到需要的身體部位，甚至可以盡可能進(jìn)行無創(chuàng)手術(shù)。

該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上。

標(biāo)簽： 醫(yī)療微型機(jī)器人