《Nature》發(fā)布毫米級軟體機器人，為人類研究體內(nèi)微型機器人提供新思路

導(dǎo)讀

1966年著名作家艾薩克·阿西莫夫出版了一部著名的科幻小說《夢幻旅行》，講述了通過科學(xué)手段把人縮小到了細胞大小，在人體內(nèi)經(jīng)歷了夢幻般的冒險。這部小說啟發(fā)了很多科學(xué)家，雖然我們很難把真人縮小到細胞大小，但制作一個微型機器人代替人類進入體內(nèi)完成作業(yè)還是完全可行的。所以一直以來，微型機器人、軟體機器人成為科學(xué)研究的熱點，我們都期盼機器人能聽從指揮的到達人體指定位置，在對人體危害最小的情況下遞送藥物或者切除病變組織。日前，英國著名期刊《Nature》上便發(fā)布了一款由德國馬普智能系統(tǒng)研究所研制的磁控軟體機器人，或許它能為人類研究體內(nèi)微型機器人提供新思路。

這是一段長3.7毫米、寬1.5毫米、厚185微米的長方體機器人。別小看這個外表上看起來黑乎乎的小方片，它能在磁場的控制下，像軟體動物一樣完成各種指定動作。比如在水下或水面游泳、卷成圓圈滾動、跳過障礙物、在細管中爬行，靈活切換各種運動形式等等。

這款機器人的主體材料為硅膠，內(nèi)嵌具有磁性的汝鐵硼微顆粒，顆粒的平均直徑為5微米。機器人表面是防水的，也可以被處理成生物相容材料。機器人事先被設(shè)定成單波長諧波磁剖面，可以在隨時間變化的磁場控制下改變自身的形態(tài)，并能根據(jù)地形的不同產(chǎn)生不同的運動模式。

由于這款機器人具有可控性，所以它能在人類的控制下完成裝貨、運貨和卸貨的操作，未來可以應(yīng)用于人類人靶向藥物的運輸。

這款機器人能夠適用于不同地形表現(xiàn)在很多方面，比如在通過狹小空間時，它能像毛毛蟲一樣產(chǎn)生波形震動，爬進去。

在水中通過在C形和V形之間變換姿態(tài)，像水母一樣學(xué)會游泳?？拷哆厱r機器人可以保持C形旋轉(zhuǎn)滾離水面。值得一提的是，其滾動的表現(xiàn)也是在學(xué)毛毛蟲躲避捕食者時的動作。

此外遇到比較高的障礙物時，還可以選擇跳躍的方式。總之為了顯示該軟體機器人在各種不規(guī)則環(huán)境中的工作能力，研究人員讓機器人開啟了多種運動模式探索水陸雙棲場景和人類胃部模型，并額外完成了抓取物體、定向轉(zhuǎn)移的任務(wù)。

有意思的是，小編在查閱這款軟體機器人的相關(guān)資料時，還意外的收獲了馬普智能系統(tǒng)研究所制作這款軟體機器人的大致過程。怎么說呢這個過程像極了很多女生在調(diào)制一款粉末面膜時的動作。過程是這樣的：把適量硅膠和汝鐵硼微顆粒倒到容器中，用攪拌棒將其攪拌均勻，待其成為黏性膏狀物時，均勻的涂抹在有標(biāo)定厚度的玻璃板上。待膏狀物晾干后，用類似于激光的工具，準確的切割出想要的尺寸。

切割完，就可以用鑷子將相應(yīng)的材料取下來了。

所以，看完實體的制作過程，便會發(fā)現(xiàn)，這款機器人的技術(shù)關(guān)鍵貌似并不是如何制作一個物理意義上的機器人，而在于如何精準的控制這只機器人。要產(chǎn)生怎樣的磁場才能控制這只機器人做出相應(yīng)的動作呢？小編我也期待有大神能出來解釋一下啊。

總之，在人體內(nèi)不需要任何物理干預(yù)便能運動的軟體機器人，對體內(nèi)醫(yī)療機器人來說是一個很好的研究方向，只是人體內(nèi)部環(huán)境極其復(fù)雜，想要真正達到應(yīng)用水平還真是任重而道遠啊。不過這項工程學(xué)論文能收錄在《Nature》上，也能看出其研究的重要意義。期待未來科幻小說《夢幻旅行》能照進現(xiàn)實，造福人類。