微型機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境的狹小空間作業(yè)，比如膠囊內(nèi)窺鏡，具有侵入性小、沒(méi)有毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，其還可以進(jìn)行主動(dòng)控制或加載成像裝置?？梢哉f(shuō)，微型機(jī)器人已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、微創(chuàng)外科診療有效的工程技術(shù)手段之一。
一直以來(lái)，科學(xué)家們都在努力研發(fā)能在人體內(nèi)運(yùn)送藥物或進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)療機(jī)器人。此前，研究人員嘗試過(guò)利用比細(xì)胞大的實(shí)體、空心體、球體和網(wǎng)狀體等物質(zhì)制造微型機(jī)器人，雖然已經(jīng)取得了不同程度的成功，但在這些微型設(shè)備上安裝充足的電源裝置十分困難。
另一個(gè)技術(shù)壁壘是，把這種微型機(jī)器人引導(dǎo)到身體錯(cuò)綜復(fù)雜的蛋白和其他分子中，需要一種有效的控制其在體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的方法，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到達(dá)部位。為此，康奈爾大學(xué)的科學(xué)家們利用激光光刻系統(tǒng)，3D打印出了一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞大小的微型機(jī)器人。
該微型機(jī)器人呈三角形狀，每一個(gè)氣孔都是由防水樹(shù)脂制成，它的背面設(shè)計(jì)了了兩個(gè)開(kāi)口直徑不同的洞。由于樹(shù)脂是疏水性的，所以該設(shè)備被放置在液體環(huán)境中時(shí)每個(gè)腔內(nèi)都會(huì)形成一個(gè)氣泡。
當(dāng)外部超聲波換能器作用微型機(jī)器人時(shí)，聲波會(huì)引起氣泡振蕩，產(chǎn)生渦流推動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)。通過(guò)改變波的共振頻率，可以有選擇地單獨(dú)激發(fā)其中一個(gè)氣泡或同時(shí)激發(fā)兩個(gè)氣泡。
由此，該機(jī)器人就可以被遠(yuǎn)程控制。雖然之前的研究已經(jīng)制造出了由單個(gè)氣泡推動(dòng)的微型機(jī)器人，但它們必須使用兩個(gè)超聲波換能器來(lái)控制。相比之下，該微型機(jī)器人是第一個(gè)只需要一個(gè)傳感器的設(shè)備。當(dāng)然，這要?dú)w功于其雙氣泡設(shè)計(jì)。
目前，科學(xué)家們正致力于開(kāi)發(fā)生物相容性和生物可降解的材料機(jī)器人，以便其完成工作后可以在體內(nèi)無(wú)害地被溶解掉。
網(wǎng)站客服
粵公網(wǎng)安備 44030402000946號(hào)