談到機器人，我們腦海中浮現(xiàn)出的畫面，可能大多數(shù)是一些龐然大物，它們不太聰明地完成了一次又一次的重復性工作。
但是，事實并非這樣。
在機器人的世界中，還有一類特別?。ɑ蛟S只有納米級）、但非常靈活的微型機器人。它們不僅能夠在液態(tài)環(huán)境中行動自如，完成拾取和運輸物體等任務，而且還可以由磁場和光驅(qū)動，具備非常高的速度、精確度和敏捷性。
由于體型小、功能多樣，微型機器人已經(jīng)成為當前機器人領域的研究熱點之一，有望執(zhí)行各種任務，具有多種生物醫(yī)學應用潛能。
但是，現(xiàn)有折紙機器人需要復雜系統(tǒng)來實現(xiàn)多功能性，而且運動模式有限，無法同時實現(xiàn)在陸地和水中的移動。
如今，來自斯坦福大學的研究團隊解決了這一問題，他們研發(fā)出了一種新型無線水陸兩用毫米級折紙機器人。
據(jù)介紹，這個水陸兩用機器人，可以利用磁鐵和折紙折疊方式進行多方向基于旋轉(zhuǎn)的移動，在多種環(huán)境中移動并執(zhí)行多種任務，比如受控的液體藥物遞送和定向固體貨物運輸?shù)取?/div>
相關研究論文以“Spinning-enabledwirelessamphibiousorigamimillirobot”為題，發(fā)表在科學期刊《自然-通訊》（NatureCommunications）上。
研究團隊表示，新型毫米級折紙機器人或在未來作為一種微創(chuàng)裝置，用于生物醫(yī)學診斷和治療。
越小、越簡單，就越好
如果你曾經(jīng)吞過一個圓形藥片，希望它能治愈你身體內(nèi)從胃痙攣到頭痛的一切疾病，那么你就知道，大多數(shù)藥物并不是被設計為精準治療某一部位的疼痛和疾病。
近幾十年來，盡管非處方藥已經(jīng)治愈了許許多多的疾病，但科學家們也一直在探索能夠精準治療心血管疾病、癌癥等復雜疾病的靶向藥物的遞送方法，而微型機器人就是其中的重要方向之一。
與吞服藥丸或注射液體不同，遞送藥物的微型機器人會一直保留藥物，直到到達目標，然后釋放出高濃度藥物。
在此次研究工作中，新型毫米級折紙機器人的截面直徑僅有7.8毫米，由Kresling折紙（三角構(gòu)成的空心圓柱體）樣式和附著的磁鐵盤構(gòu)成。
同時，利用Kresling折紙的折疊/展開能力，新型毫米級折紙機器人不僅可以實現(xiàn)滾動、翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)等動作，還可以通過泵送來遞送液體藥物。
研究團隊還強調(diào)，旋轉(zhuǎn)動作提供的一種吸附機制可用于運送貨物。
而且，新型毫米級折紙機器人無論是在水上、水面和水下，還是在充滿粘液的豬胃內(nèi)，都可以正常工作。
研究團隊表示，此次研究工作的開創(chuàng)性在于，它超越了大多數(shù)基于折紙的機器人的設計，以往的設計僅僅利用折紙的可折疊性來控制機器人的變形和移動方式。
除了研究折疊如何使機器人能夠執(zhí)行某些動作之外，研究團隊還考慮了每個折疊的確切形狀的尺寸如何影響機器人在未折疊時的剛性運動。
新型毫米級折紙機器人的另一個獨特設計是某些幾何特征的組合，中心的縱向孔和側(cè)面向上傾斜的橫向狹縫可以降低液體阻力，從而保證機器人更好地移動。
據(jù)介紹，該機器人不僅可以提供一種有效分配藥物的便捷方式，還可以用于將儀器或相機攜帶到體內(nèi)，從而改變醫(yī)生檢查病人的方式。
此外，研究團隊還致力于使用超聲波成像的方式來跟蹤該機器人的運動，因而不需要切開器官。
期待下一個10年
機器人學是一門前瞻性學科，旨在幫助人類克服一系列重大的難題，尤其是在醫(yī)療領域。
去年11月，哈佛醫(yī)學院在一篇綜述文章中分析了2010-2020年期間醫(yī)療機器人領域中的8個關鍵研究主題，并回顧了科學家們10年中在醫(yī)療機器人領域取得的眾多激動人心的進展。
8個關鍵科研主題分別為：機器人腹腔鏡、用于微創(chuàng)手術(shù)的非腹腔鏡機器人、輔助穿戴式機器人、治療康復機器人、膠囊機器人、磁驅(qū)動機器人、軟體機器人和連續(xù)體機器人。
其中，磁驅(qū)動機器人技術(shù)正日趨成熟，工程和醫(yī)學論文呈指數(shù)級增長，但其發(fā)展趨勢在一定程度上取決于微型機器人的臨床應用能否得到快速發(fā)展。
自1990年以來，在19000多篇關于醫(yī)療機器人技術(shù)的工程論文中，只有少數(shù)幾篇可以被認為能夠用于現(xiàn)有的商業(yè)醫(yī)療機器人，即使是具有高技術(shù)影響力的論文，其專利引用數(shù)量也不多。
在某種程度上，造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于技術(shù)開發(fā)與對應商業(yè)應用之間存在的嚴重滯后，或者是技術(shù)研究與醫(yī)療器械商業(yè)化現(xiàn)實之間的不匹配。
因此，將機器人技術(shù)應用于臨床所需，不僅僅是撰寫被廣泛引用的研究文章，而是必須確定真正的臨床需要，必須開發(fā)相關技術(shù)來滿足這些需求。
當前磁驅(qū)動的發(fā)展趨勢表明，磁端導管和內(nèi)窺鏡的研究也正在回歸其根源，科學家或?qū)⒁愿〉囊?guī)模生產(chǎn)出比復雜的拉線或電機設備更經(jīng)濟的可操作醫(yī)療設備，它們可以無害地穿透整個人體。
下一個10年，我們或?qū)⒖梢钥吹酱膨?qū)動機器人技術(shù)催化出更有效的醫(yī)療治療，從而加速商業(yè)落地與臨床應用。
聲明：凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息，均為轉(zhuǎn)載自其他媒體，并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點，也不代表本網(wǎng)站對其真實性負責。您若對該文章內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑，請立即與中國機器人網(wǎng)(www.baoxianwx.cn)聯(lián)系，本網(wǎng)站將迅速給您回應并做處理。
電話：021-39553798-8007
電話：021-39553798-8007
更多>相關資訊
0 條相關評論
