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香港团队研发“毛毛虫”微型机器人 可携带药物准确送入人体

http://www.tzgcjie.com 来源:前瞻网            发布时间:2018-09-27 14:07:55

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一个带有“毛毛虫”腿的微型机器人可用于携带药物进入人体内。

该技术背后的研究人员表示,它具有相当于一个人能够举起26座小巴士的力量。

它可以适应不利的环境,并有效地沿着身体内的表面移动,或者完全浸没在体液中,例如血液或粘液。

但是,“milli-robot”脱颖而出的原因在于其数百个不到一毫米长的尖头,看起来像微小的毛发。

研究负责人milli-robot说,机器人的尖头“大大减少了”它们的接触面积,从而减少了与表面的摩擦。

实验室测试表明,在干湿环境下,多腿机器人的摩擦力比无肢机器人低40倍。

实验室测试表明它能够承载比自身重100倍的载荷,这种强度可与蚂蚁相媲美,蚂蚁是自然界中负重最强的生物之一。

以前对毛毛虫机器人的研究已经提出,患者会吞下设备或通过皮肤创口进行接收。

Futurism今年早些时候报道说,科学家已经开发出这种技术来精确定位身体部位,这些部位在没有手术的情况下很难进入。

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香港城市大学(CityU)的研究小组研究了数百种地面动物的腿部结构,包括两条腿,四条腿,八条腿或更多腿的动物,特别是腿的长度与腿之间的间隙之比。

机器人的身体厚度约为0.15毫米,每条锥形腿长0.65毫米,腿之间的间隙约为0.6毫米,腿长与间隙比约为1:1。

Shen博士说:“大多数动物的腿长与腿间隙比为2:1至1:1。所以我们决定以1:1的比例创建我们的机器人。

除了多腿设计,Shen博士说材料也很重要。

该机器人由一种称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的硅材料制成,该材料嵌有磁性颗粒,使其能够通过施加电磁力进行远程控制。

构思研究思路的Wang Zuankai教授说:“材料和多腿设计都大大提高了机器人的疏水性。

“此外,橡胶制品很柔软,可以轻松切割,形成各种形状和尺寸的机器人,用于不同的应用。”

由实验中使用的磁力操纵器控制,机器人可以同时移动襟翼推进模式和倒立摆模式,这意味着它可以使用其前脚向前翻动,以及通过站立在左右脚上来摆动身体交替前进。

Wang Zuankai教授说:“人体内不同组织的粗糙表面和不断变化的质地使运输变得具有挑战性。”

“我们的多腿机器人在各种地形中表现出令人印象深刻的性能,因此可以广泛应用于体内药物输送。”

研究小组进一步证明,当面对比其腿长高十倍的障碍物时,机器人可以通过其可变形的、柔软的腿,抬起身体一端,形成一个高达90度的角度,并轻松越过障碍物。

它可以通过增加施加的电磁频率来提高其速度。

研究人员表示,该机器人还具有“卓越”的装载能力。

Shen博士说:“极强的携带能力,高效的运动和良好的越障能力,使这款毫机器人非常适合在恶劣环境中使用,例如通过消化系统将药物输送到指定地点,或进行医疗检查。”

在进行动物和人类进一步测试之前,研究团队正在从三个方面进一步开发和完善他们的研究,即寻找可生物降解的材料,研究新的形状,并增加额外的功能。

Shen博士补充说:“我们希望在未来两到三年内制造出一种可生物降解的机器人,这样它就可以在药物传递任务后自然分解。”

机器人在《自然通讯》杂志上有所描述。

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