科學(xué)家受海星啟發(fā)打造微型機(jī)器人 能以驚人的精確度運(yùn)送藥物

Cornel Dillinger/ETH Zurich

想象一下，一個(gè)由波動(dòng)的毛發(fā)推動(dòng)的微型機(jī)器人穿過(guò)你的胃，向患病細(xì)胞輸送藥物。蘇黎世ETH未來(lái)的研究人員希望通過(guò)他們的最新發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)。

瑞士的研究人員團(tuán)隊(duì)以海星幼蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)為靈感，制造了一種微型機(jī)器人。他們尚未命名的機(jī)器人直徑只有四分之一毫米，通過(guò)移動(dòng)包括新生海星在內(nèi)的各種微生物表面的細(xì)小毛發(fā)或纖毛在液體中游動(dòng)。

像海洋生物一樣，它的運(yùn)動(dòng)也是模仿海洋生物的，這個(gè)微型機(jī)器人的纖毛帶排列在一起，連接在機(jī)器人身體上。通過(guò)使用外部超聲波源，科學(xué)家們能夠使合成纖毛每秒振蕩10000次，或比海星寶寶的纖毛快1000倍左右。

這些機(jī)器人的尺寸比人類(lèi)頭發(fā)的直徑還要小，是用光刻法制作的。它們被覆蓋在覆蓋海星幼蟲(chóng)的那種纖毛的合成版本上。在生物例子中，這些超細(xì)的毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生小漩渦的模式拍打周?chē)乃⑼苿?dòng)年輕的棘皮動(dòng)物通過(guò)流體。該系統(tǒng)要么推動(dòng)水，要么把它拉進(jìn)來(lái)。

研究團(tuán)隊(duì)表示，它能通過(guò)應(yīng)用超聲波在其小型機(jī)器人中創(chuàng)造類(lèi)似的推進(jìn)力，進(jìn)而使它們能直線(xiàn)游動(dòng)。

這項(xiàng)研究由Daniel Ahmed領(lǐng)導(dǎo)，他是生命科學(xué)和醫(yī)療保健聲學(xué)機(jī)器人學(xué)教授。

Ahmed在一份聲明中說(shuō)：“一開(kāi)始，我們只是想測(cè)試我們是否能創(chuàng)造出類(lèi)似于海星幼蟲(chóng)的漩渦，這些漩渦的纖毛成排相互傾斜或遠(yuǎn)離。”這項(xiàng)技術(shù)可能是將救生藥物運(yùn)送到人體內(nèi)難以到達(dá)的地方的理想選擇，Ahmed相信，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，機(jī)器人可能會(huì)有真正的醫(yī)療應(yīng)用。

“我們的愿景是利用超聲波推進(jìn)、成像和藥物輸送，”Ahmed說(shuō)。

然而，在人體內(nèi)操縱機(jī)器人需要實(shí)時(shí)清晰的成像。這將為團(tuán)隊(duì)帶來(lái)下一個(gè)重大挑戰(zhàn)。Ahmed預(yù)計(jì)，機(jī)器人的設(shè)計(jì)甚至可以用于醫(yī)學(xué)以外的用途，例如移動(dòng)微量液體用于其他研究，以及工業(yè)機(jī)會(huì)。

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