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根据人体内环境的变化而改变自身形状的微型机器人问世
2019-01-21 22:00:43  出处:快科技 作者:文传君 编辑:文传君   点击可以复制本篇文章的标题和链接

近日,据外媒报道,科学家研发出能够根据人体内环境的变化而改变自身形状的微型机器人。

根据人体内环境的变化而改变自身形状的微型机器人问世

由瑞士洛桑联邦理工学院的Selman Sakar和苏黎世联邦理工学院的Bradley Nelson领导的科学家小组从细菌中汲取灵感,设计出灵活的、与生物兼容的微型机器人。

因为这些微型机器人能够在需要时在流体中游动并改变自身形状,它们可以通过狭窄的血管和复杂的系统,而不影响速度或机动性。它们是由含有磁性纳米粒子的水凝胶纳米复合材料制成的,可以通过电磁场来控制它们。

科学家们在一篇文章中描述了他们为“编程”机器人形状而开发的方法,这样机器人就可以轻松地通过稠密、粘稠或快速移动的流体。

当我们想到机器人时,通常想到的是笨重的机器,它们配备了复杂的电子系统、传感器、电池和执行器。但在微观层面上,机器人是完全不同的。

制造微型机器人带来了许多挑战,科学家们采用了基于折纸的折叠方法来解决这些问题。他们新的运动策略采用了人工智能,这是对经典计算范式的一种替代,这种计算范式是由嵌入式电子系统完成的。

Sakar教授说:“我们的机器人有一种特殊的组成和结构,使它们能够适应正在移动的流体的特性。例如,如果它们遇到粘度或渗透浓度的变化,它们就会改变形状,以保持它们的速度和机动性,而不会失去运动方向的控制。”

这些变形可以预先“编程”,以便在不使用烦琐的传感器或执行指令的情况下最大限度地提高性能。机器人可以通过电磁场进行控制,也可以通过流体流动自行通过空腔进行导航。无论哪种方式,它们都会自动变成最有效的形状。

Nelson教授说:“大自然已经进化出了许多微生物,它们随着环境条件的变化而改变形状。这一基本原理启发了我们的微型机器人设计。我们面临的关键挑战是描述我们感兴趣的变化类型的物理学,然后将其与新的制造技术结合起来。”

除了提供更高的效能外,这些微型机器人也可以以合理的成本很容易地制造出来。目前,研究小组正致力于改善微型机器人在人体内复杂液体中的游动性能。未来可能会研发出将药物直接送入患病组织的微型机器人。

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