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医疗微型机器人可根据周围环境在人体内自动改变形状
来源:中国机械社区   发布时间:[2019/01/29 09:26:36]

近年来科学家已经研发出一些微型机器人,可用于在人体内释放药物或刮去动脉上堆积的脂肪等。但是人体内充满了截然不同的环境,因此任何探索它们的机器人都需要能够适应。现在,瑞士联邦理工学院(EPFL)和苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员开发出了可以根据周围环境自动变形的微型机器人。

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  微型机器人由折叠起来的生物相容性水凝胶层制成,这种水凝胶折叠起来就像折纸一样 - 这是在许多其他设计用于身体的微型机器人中看到的策略。微小的磁性颗粒嵌入到材料中,因此可以使用变化的电磁场从身体外部驱动。

  但是新机器人的设计也具有一定的自主性 - 它们可以根据周围环境改变形状,折叠并展开自己最有效的工作形状。例如,研究小组发现,管状体等是最佳设计,可以通过低粘度液体,而螺旋形状更适合穿过更粘稠的液体。为了让机器人自己在两个形状之间进行过渡,团队设计使其由更高的蔗糖浓度触发。

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  “我们的机器人具有特殊的成分和结构,可以让它们适应它们所流过的液体的特性,”该研究的首席研究员Selman Sakar解释说,“例如,如果它们遇到粘度或渗透浓度的变化,它们改变自己的形状,以保持速度和机动性,同时不失去对运动方向的控制。”

  研究人员通过设计用于模拟血管的玻璃管对机器人进行测试,测试机器人在不同粘度的液体中前行。这有助于团队找出哪些形状在哪些环境中更好。该团队多年来一直在开发微型机器人,但这些看起来像迄今为止最先进的机器人。将来,这项工作可能会导致机器人将药物直接输送到需要的身体部位,甚至可以尽可能进行无创手术。

  该研究发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上。


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