醫療微型機器人可根據周圍環境在人體內自動改變形狀

摘要： 近年來科學家已經研發出一些微型機器人，可用於在人體內釋放藥物或颳去動脈上堆積的脂肪等。但是人體內充滿了截然不同的環境，因此任何探索它們的機器人都需要能夠適應。現在，瑞士聯邦理工學院（EPFL）和蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的研究人員開發出了可以根據周圍環境自動變形的微型機器人。...

近年來科學家已經研發出一些微型機器人，可用於在人體內釋放藥物或颳去動脈上堆積的脂肪等。但是人體內充滿了截然不同的環境，因此任何探索它們的機器人都需要能夠適應。現在，瑞士聯邦理工學院（EPFL）和蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的研究人員開發出了可以根據周圍環境自動變形的微型機器人。

微型機器人由摺疊起來的生物相容性水凝膠層製成，這種水凝膠摺疊起來就像摺紙一樣 - 這是在許多其他設計用於身體的微型機器人中看到的策略。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從身體外部驅動。

但是新機器人的設計也具有一定的自主性 - 它們可以根據周圍環境改變形狀，摺疊並展開自己最有效的工作形狀。例如，研究小組發現，管狀體等是最佳設計，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。為了讓機器人自己在兩個形狀之間進行過渡，團隊設計使其由更高的蔗糖濃度觸發。

“我們的機器人具有特殊的成分和結構，可以讓它們適應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，以保持速度和機動性，同時不失去對運動方向的控制。”

研究人員通過設計用於模擬血管的玻璃管對機器人進行測試，測試機器人在不同粘度的液體中前行。這有助於團隊找出哪些形狀在哪些環境中更好。該團隊多年來一直在 開發 微型機器人，但這些看起來像迄今為止最先進的機器人。將來，這項工作可能會導致機器人將藥物直接輸送到需要的身體部位，甚至可以儘可能進行無創手術。

該研究發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上。