治病療傷樣樣精通，這幾款顛覆腦洞的機(jī)器人了解下？

每經(jīng)編輯 孫志成    

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

一個(gè)膠囊大小的機(jī)器人，身負(fù)藥物，從患者口中進(jìn)入胃部，直接將藥物作用于患部，亦或是隨著血液在體內(nèi)流動(dòng)，清除血栓，甚至殺死癌細(xì)胞。

這些年來(lái)，已經(jīng)有不少醫(yī)院在手術(shù)中應(yīng)用了機(jī)器人技術(shù)來(lái)輔助醫(yī)生進(jìn)行精密的操作，而隨著科技的發(fā)展，上面提到的更加先進(jìn)的機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn)。

“千足蟲”機(jī)器人

據(jù)TechCrunch報(bào)道，香港城市大學(xué)近日開發(fā)了一種微型機(jī)器人，這種新型機(jī)器人長(zhǎng)17毫米、寬7毫米、高約1毫米，超過(guò)一半的高度都被擁有數(shù)百只小而尖的腿占據(jù)，就像千足蟲一樣。

據(jù)悉，這個(gè)機(jī)器人由一種名為聚二甲基硅氧烷（PDMS）的硅材料制成，里面嵌入了磁性粒子使其能夠以正確的方式移動(dòng)。

圖片來(lái)源：TechCurnch

這種設(shè)計(jì)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，由于它每條腿的橫截面都非常小，所以它們的橫截面相對(duì)也就比較小，相比以前類似的機(jī)器人，這種新的設(shè)計(jì)能夠減少掉40倍的摩擦。這意味著它能有效地通過(guò)血液、粘液等體液表面。

研究報(bào)告作者指出：“材料和多腿設(shè)計(jì)大大提高了機(jī)器人的疏水性。另外由于硅膠塊是軟的，它可以很容易地被切割成各種形狀和大小，制成不同的機(jī)器人用于不同的用途。”

在測(cè)試中，這個(gè)機(jī)器人還能爬過(guò)比自己高很多的障礙物，它會(huì)把自己的身體折疊90度然后再“站起來(lái)”。這對(duì)于穿越人體內(nèi)部不平坦部分非常有用。除了能四處游走，這個(gè)機(jī)器人還能負(fù)重，測(cè)試中它能馱著100倍于自身重量的物體移動(dòng)。

圖片來(lái)源：TechCurnch

主持這項(xiàng)研究的首席研究員Shen Yajing（音譯：申亞京）表示，由于這款毫米級(jí)機(jī)器人具有超強(qiáng)的攜帶能力、高效的運(yùn)動(dòng)能力和良好的穿越障礙能力，因此它能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，比如通過(guò)消化系統(tǒng)并將藥物送到指定區(qū)域或進(jìn)行醫(yī)學(xué)檢查。

接下來(lái)研究人員將對(duì)這個(gè)機(jī)器人展開進(jìn)一步的研究，看看它還能做些其他什么事情么，以及其能否使用生物可降解材料制造。

螺旋藻機(jī)器人可以殺死癌細(xì)胞

上文里介紹的機(jī)器人是一款智能給藥微型機(jī)器人，雖然可以通過(guò)消化系統(tǒng)，但是面對(duì)更細(xì)微的血管，就顯得無(wú)能為力了。

而幾十年來(lái)，生物醫(yī)學(xué)工程師們一直試圖制造手術(shù)微型機(jī)器人，就像科幻電影《神奇之旅》（FantasticVoyage）里的血管飛船一樣。

而隨著近年來(lái)機(jī)器人科技的不斷發(fā)展，人類似乎離實(shí)現(xiàn)這一愿望越來(lái)越近了。

圖片來(lái)源：《Science》視頻截圖

香港大學(xué)材料科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)曾成功開發(fā)了一款螺旋藻磁力微型人體檢測(cè)機(jī)器人，通過(guò)磁力信號(hào)可以操縱螺旋藻在體內(nèi)游走，這種生物合成機(jī)器人，將以最小副作用的方式實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)給藥和局部微手術(shù)等高難度操作，更重要的是，它和它的磁性涂層似乎還能殺死癌細(xì)胞！

顯微鏡下螺旋藻微型機(jī)器人的移動(dòng)（圖片來(lái)源：《Science》視頻截圖）

這是一款生物相容性非常高且成本低廉的人體微型機(jī)器人策略。微型機(jī)器人在體內(nèi)的降解速度可根據(jù)涂層厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。所有降解物對(duì)正常細(xì)胞都不具威脅，唯一例外的是癌細(xì)胞。研究表明，體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞暴露于螺旋藻48小時(shí)后，90%都被破壞了。進(jìn)一步試驗(yàn)表明，螺旋藻產(chǎn)生了一種對(duì)癌細(xì)胞有毒的化合物。

微型機(jī)器人發(fā)展迅猛

目前，人類的很多疾病都需要通過(guò)非常精密的手術(shù)來(lái)治愈，而這些手術(shù)一是存在風(fēng)險(xiǎn)，二是對(duì)病人的身體會(huì)造成很大傷害。而通過(guò)微型機(jī)器人，未來(lái)醫(yī)生們可以在不動(dòng)手術(shù)的情況下遞送高劑量的藥物到人體內(nèi)、清除體內(nèi)的血塊、進(jìn)行組織切片，甚至能在人體內(nèi)建構(gòu)支架，讓新的細(xì)胞生長(zhǎng)。

每經(jīng)小編（微信號(hào)：nbdnews）梳理了現(xiàn)有資料，給大家介紹幾種有代表性的微型機(jī)器人。

近日，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的工程師們開發(fā)出一種由超聲波供電的微型機(jī)器人，它可以在血液中游動(dòng)，去除有害的細(xì)菌及其產(chǎn)生的毒素。

圖片來(lái)源：Science-Robotics

研究人員在金納米線涂上血小板和紅細(xì)胞混合物的膜，制造出這種納米機(jī)器人。這種特制涂層使得機(jī)器人可以一次開展兩種不同細(xì)胞的任務(wù)：血小板用于捆綁耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）病原體（一種耐抗生素的金黃色葡萄球菌菌株）；紅細(xì)胞則用于吸收并中和這些細(xì)菌產(chǎn)生的毒素。

圖片來(lái)源：《Science-Robotics》截圖

今年6月，香港城市大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《Science-Robotics》雜志上發(fā)表了關(guān)于他們研制的一款微型機(jī)器人的相關(guān)論文。這是國(guó)際上首次通過(guò)微型機(jī)器人，在保證細(xì)胞附著、增殖和分化的前提下實(shí)現(xiàn)在活體內(nèi)定向運(yùn)送細(xì)胞。

圖片來(lái)源：《Science-Robotics》截圖

這些研究人員使用計(jì)算機(jī)模型計(jì)算出這些微型機(jī)器人的理想尺寸：長(zhǎng)滿尖刺的多孔球型，就像海膽。研究人員使用3-D激光打印機(jī)制造這些微型機(jī)器人，隨后使用鎳和鈦包裹，從而使得它們分別具有磁性和生物相容性。并用磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)這些機(jī)器人移動(dòng)。

這項(xiàng)技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用上具有很大潛力。比如，微型機(jī)器人能將可分化的干細(xì)胞運(yùn)送到損傷的組織上進(jìn)行修復(fù)。