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

近年來科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出一些微型機器人,可用于在人體內(nèi)釋放藥物或刮去動脈上堆積的脂肪等。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)境自動變形的微型機器人。

醫(yī)療微型機器人可根據(jù)周圍環(huán)境在人體內(nèi)自動改變形狀的圖1

  微型機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)計用于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(qū)動。

  但是新機器人的設(shè)計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,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(shè)計使其由更高的蔗糖濃度觸發(fā)。

醫(yī)療微型機器人可根據(jù)周圍環(huán)境在人體內(nèi)自動改變形狀的圖2

  “我們的機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,以保持速度和機動性,同時不失去對運動方向的控制。”

  研究人員通過設(shè)計用于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。這有助于團隊找出哪些形狀在哪些環(huán)境中更好。該團隊多年來一直在開發(fā)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(dǎo)致機器人將藥物直接輸送到需要的身體部位,甚至可以盡可能進行無創(chuàng)手術(shù)。

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

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術(shù)鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓(xùn)客服
  • 平臺客服

TOP