根据人体内环境的变化而改变自身形状的微型机器人问世
近日,科学家研发出革命性的微型机器人,它们能够根据人体内环境的变化自我调整形态。这一突破性的研究由瑞士洛桑联邦理工学院的Selman Sakar和苏黎世联邦理工学院的Bradley Nelson领导的研究团队共同完成。
这些微型机器人汲取了自然界中细菌的灵感,被设计成高度灵活、生物兼容的纳米级别机器。它们由含有磁性纳米粒子的水凝胶纳米复合材料制成,能够在需要时在复杂的流体环境中游动并改变形态。通过电磁场的控制,这些微型机器人能够轻松驾驭狭窄的血管和复杂的系统,不受速度或机动性的限制。
想象一下,我们平时接触的笨重机器人配备着复杂的电子系统、传感器、电池和执行器,但在微观世界里,这些微型机器人完全不同。面对制造微型机器人的诸多挑战,科学家们采用了折纸艺术的灵感来解决这些问题,并采用了人工智能作为对传统计算范式的一种革新。这种新运动策略让微型机器人在微观世界中的行动更加智能。
Sakar教授表示:“这些微型机器人拥有独特的组成和结构,让它们能够适应移动流体的特性。面对粘度或渗透浓度的变化时,它们会灵活调整自身形态,保持速度和机动性,同时不会失去对运动方向的控制。”这些变形可以通过预先编程来实现,以提高性能,无需繁琐的传感器或执行指令。机器人不仅可以通过电磁场进行控制,还能通过流体流动自行导航。无论哪种方式,它们都会自动调整为最优形态。
Nelson教授进一步解释:“自然界中许多微生物能够随着环境条件的变化而改变形态。这一基本原理激发了我们的微型机器人设计灵感。我们的关键挑战在于解析我们感兴趣的环境变化物理学,并将其与新的制造技术相结合。”这种融合为我们带来了前所未有的可能性。除了更高的效能外,这些微型机器人还能以合理的成本轻松制造。目前研究团队正致力于提升这些微型机器人在人体内复杂液体中的游动性能。未来有望研发出直接将药物送入患病组织的微型机器人,这将是医学领域的一大突破。想象一下这样一个未来,微型机器人在医学领域中发挥巨大的作用,将给人类带来更加健康、美好的生活。