最新的生物技術(shù)從自然界的奇觀中汲取靈感,一種柔軟、靈活的微型金屬“機(jī)器人”可以像穿山甲一樣卷曲起來(lái),有效地在人體內(nèi)部導(dǎo)航。斯圖加特馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所的科學(xué)家們將唯一有鱗的哺乳動(dòng)物作為他們的設(shè)計(jì)靈感,其靈感來(lái)自于這種動(dòng)物能夠通過(guò)其層層互鎖的角蛋白鱗片流暢地移動(dòng),并在必要時(shí)將自己卷曲成球的能力。

使不受束縛的機(jī)器人設(shè)備能夠移動(dòng)和加熱的結(jié)構(gòu)圖Soon,R等人/(CC BY 4.0)
在研究員Metin Sitti的帶領(lǐng)下,該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款長(zhǎng)2厘米(0.8英寸)、寬1厘米(0.4英寸)的微型機(jī)器人,具有重疊的鱗片,可以根據(jù)需要移動(dòng)、滾動(dòng)和加熱。它有一個(gè)軟質(zhì)聚合物層,上面鑲嵌著磁性顆粒,還有一個(gè)硬質(zhì)頂層,其特點(diǎn)是重疊的鋁制“鱗片”。
當(dāng)機(jī)器人暴露在低頻磁場(chǎng)中時(shí),研究人員可以操縱它卷起并四處移動(dòng)。當(dāng)卷起時(shí),該設(shè)備可以將藥物等顆粒輸送到體內(nèi)的目標(biāo)部位。然后,當(dāng)暴露在高頻磁場(chǎng)中時(shí),它可以加熱到70°C(158°F)以上。在這個(gè)溫度下,可以用來(lái)治療內(nèi)出血、清除腫瘤組織和治療血栓。

使不受束縛的機(jī)器人設(shè)備能夠移動(dòng)和加熱的結(jié)構(gòu)圖Soon,R等人/(CC BY 4.0)
雖然這并不是科學(xué)家們第一次轉(zhuǎn)向大自然來(lái)開(kāi)發(fā)微型機(jī)器人,但他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了這種受毛毛蟲啟發(fā)的設(shè)備和一個(gè)以七鰓鰻為模型的設(shè)備。但這款機(jī)器人的特別之處在于,由硬質(zhì)元件制成但仍可以自由移動(dòng)的不受束縛的機(jī)器人非常罕見(jiàn),并且為棘手的內(nèi)部治療和手術(shù)帶來(lái)了巨大的希望。
在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,這種類似穿山甲的裝置能夠在不損壞軟組織的情況下移動(dòng),然后通過(guò)覆蓋出血處并加熱來(lái)阻止血液流動(dòng)。
該研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。