醫(yī)療科技從小到軟,創(chuàng)造微型機(jī)器人新可能

陳述根本
陳根
微型機(jī)器人與軟體機(jī)器人結(jié)合的微型軟體機(jī)器人將創(chuàng)造出更具有價值的技術(shù)與應(yīng)用可能。而現(xiàn)在,荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)的一個研究團(tuán)隊(duì)就創(chuàng)造了一個微型的軟體機(jī)器人,并且,利用了一種更小、更簡單的纖毛形式。

“小”似乎成為當(dāng)前技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志——把眾多硬件和軟件集成到越小的載體上就越能體現(xiàn)技術(shù)能力。在人工智能領(lǐng)域,也遵循了這一趨勢,微型機(jī)器人的發(fā)展就是一個很好的例證。隨著微加工工藝、微傳感器、微驅(qū)動器等技術(shù)能力的發(fā)展,微型機(jī)器人在大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的基礎(chǔ)上,開始越來越受到重視。

與此同時,大多數(shù)傳統(tǒng)機(jī)器人(剛性機(jī)器人)由硬質(zhì)材料制成,輸出力量大、速度快且精度高,但傳統(tǒng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈活性很差,在一定程度上不能滿足人類的一些特定需求。與剛性機(jī)器人相比,軟體機(jī)器人具有高順應(yīng)性、適應(yīng)性和安全性等特點(diǎn),在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、救災(zāi)等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

無疑,微型機(jī)器人與軟體機(jī)器人結(jié)合的微型軟體機(jī)器人將創(chuàng)造出更具有價值的技術(shù)與應(yīng)用可能。而現(xiàn)在,荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)的一個研究團(tuán)隊(duì)就創(chuàng)造了一個微型的軟體機(jī)器人,并且,利用了一種更小、更簡單的纖毛形式。

事實(shí)上,研究人員此前曾創(chuàng)造過更大規(guī)模的人工纖毛,但這些系統(tǒng)往往在機(jī)械上相當(dāng)復(fù)雜,而且體積太大,無法納入小型設(shè)備中。

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現(xiàn)在,科學(xué)家們則將一種液體聚合物與羰基鐵粉顆粒結(jié)合起來,然后將這種混合物倒入一個50微米寬的圓柱形孔陣列中,作為纖毛的模具。當(dāng)聚合物開始固化成橡膠狀時,放置在模具下方的磁鐵使鐵粒子在相鄰的纖毛中以不同的方式排列,這使每個纖毛具有不同的磁性。

完成的4毫米長的機(jī)器人由一個固體聚合物底座組成,纖毛從一側(cè)突出。當(dāng)它被放置在纖毛朝上的水/乙二醇溶液中時,旋轉(zhuǎn)磁場的應(yīng)用使纖毛以波浪形式來回移動。也可以將該裝置的操作理解為一個泵——移動的附屬物導(dǎo)致液體迅速流過它。

當(dāng)機(jī)器人被翻轉(zhuǎn)過來,使纖毛處于底部時,它們的運(yùn)動使該裝置能夠在一個平面上移動。該微型軟體機(jī)器人甚至可以爬上一個45度的斜坡,并攜帶一個重達(dá)其自身重量10倍的物體。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場的方向被扭轉(zhuǎn)時,機(jī)器人也同樣扭轉(zhuǎn)了它的前行方向。

研究人員表示,一旦該微型軟體機(jī)器人獲得進(jìn)一步發(fā)展,該技術(shù)或?qū)⒈挥糜谳斔退幬锘蛟诨颊唧w內(nèi)執(zhí)行其他功能??梢哉f,醫(yī)療科技的進(jìn)步正突破現(xiàn)有儀器限制,為未來治療創(chuàng)造更多可能。

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