科學(xué)家開發(fā)出納米群機(jī)器人，未來可將納米機(jī)器人技術(shù)轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用

香港的科學(xué)家開發(fā)了一種控制納米機(jī)器人的新方法，這種開創(chuàng)性的方法模擬了自然群體行為，這是可以使血栓治療取得重大進(jìn)展的第一步。

納米機(jī)器人是極小的機(jī)器人或機(jī)器，以納米為單位，相當(dāng)于一米的十億分之一。它們可用于完成納米級(jí)的機(jī)械任務(wù)，例如具有精確性和移動(dòng)性地移動(dòng)分子。

科學(xué)家們通過利用振蕩磁場(chǎng)可以將重疊的帶狀物（左側(cè)圖）和成簇的塊狀物（右側(cè)圖）重新配置成納米群的形狀。

由香港中文大學(xué)的副教授Li Zhang領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)并實(shí)施了一項(xiàng)利用振蕩磁場(chǎng)來創(chuàng)建高重組性的帶狀群的納米機(jī)器人的策略，由數(shù)百萬個(gè)磁性納米粒子組成，每一個(gè)納米粒子的寬度都小于1微米，長(zhǎng)度小于紅細(xì)胞的五分之一。

隨著程序員調(diào)整所施加的磁場(chǎng)，納米機(jī)器人群能夠執(zhí)行各種范圍的結(jié)構(gòu)變化，包括擴(kuò)展、收縮、分裂和合并，所有這些都具有高度的準(zhǔn)確性。

Zhang的調(diào)查結(jié)果曾在8月份的《自然科學(xué)》雜志上發(fā)表，他告訴CNN：“這個(gè)高度的重組性是一項(xiàng)重大的發(fā)現(xiàn)。納米機(jī)器人群可以在高速的狀態(tài)下被控制和運(yùn)行，而這是前所未有的?！?/p>

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最重要的是，這些納米機(jī)器人的復(fù)雜變換可以在人類和動(dòng)物的生命體系內(nèi)完成。

外科醫(yī)生希望可以操縱納米機(jī)器人來穿過器官和血管內(nèi)的高度密集的空間，從而使納米機(jī)器人能夠分解血液凝塊并協(xié)助將靶向藥物輸送到細(xì)胞。

對(duì)于其潛在的醫(yī)療應(yīng)用，納米機(jī)器人主要處于生產(chǎn)的研發(fā)階段，因?yàn)槿梭w測(cè)試的法規(guī)很嚴(yán)格，所以納米機(jī)器人在人類上的臨床試驗(yàn)尚未得到批準(zhǔn)。

Zhang的團(tuán)隊(duì)會(huì)繼續(xù)與醫(yī)療團(tuán)隊(duì)合作，探索納米機(jī)器人在臨床領(lǐng)域的潛力。尤其是納米機(jī)器人可以通過操縱胃腸道來用于解決胃腸疾病。

Zhang說：“我和來自香港威爾士親王醫(yī)院的醫(yī)生一起合作，我希望我們能夠在五年內(nèi)將納米機(jī)器人技術(shù)轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。我們現(xiàn)在正在動(dòng)物身上進(jìn)行研究?！?/p>

Zhang的項(xiàng)目的目標(biāo)之一就是模仿自然界中發(fā)現(xiàn)的群體行為，其中群體可以互動(dòng)并實(shí)現(xiàn)個(gè)體群無法做到的事情。比如，鳥類、魚類、昆蟲甚至細(xì)菌都表現(xiàn)出群體行為。

張說，這個(gè)項(xiàng)目也受到了電影和流行文化中的納米機(jī)器人的影響。

Zhang說：“其中一部電影就是超能陸戰(zhàn)隊(duì)，展現(xiàn)了一些與微型機(jī)器人群有關(guān)的概念。另一部電影是變形金剛，展示了機(jī)器狗是如何通過部署成千上萬的小型球體機(jī)器人來侵入基地?！?/p>

當(dāng)然，納米機(jī)器人的應(yīng)用仍然存在局限性。例如，由于血流速度很快，它們不能在心臟中使用，這會(huì)立即沖走機(jī)器人。

“重要的是我們認(rèn)識(shí)到當(dāng)前對(duì)納米機(jī)器人的限制，”張說，“但我希望有更多的人能夠更多地關(guān)注納米機(jī)器人的研究......這令人感到非常興奮。”

“我總是告訴我的學(xué)生，‘我們一起工作，冒險(xiǎn)，因?yàn)槲覀內(nèi)栽诓粩嗟貙W(xué)習(xí)。我們將會(huì)見證未來所發(fā)生的一切?！?/p>