哈佛研发毫米级微型蜘蛛机器人:有望进入人体进行治疗

近日,哈佛大学的一个研究团队在机器人领域取得了重大突破,借助全新的制造技术创造出一个微型蜘蛛机器人,今后有望应用于医学领域。该团队的创新设计不仅有效减少侵入性外科手术,在医学领域做出重大改变,还可以从工业设施的维护到拯救灾民等各方面产生影响。
哈佛研发毫米级微型蜘蛛机器人:有望进入人体进行治疗
到目前为止,大多数*的小型机器人都采用某种特定的模式:它们均为厘米级机器人,通常只有一个自由度,这意味着它们只能促成一种特定的运动形状或类型的变化。由harvard’s wyss institute for biologically inspired engineering(哈佛大学威斯生物启发工程研究所)、john a. paulson工程与应用科学学院(seas)和波士顿大学的科学家联合研发的这款新型机器人并非如此。新型蜘蛛机器人为毫米级别,且由柔性材料制成,易于借助气动和液压动力移动,因此,该机器人具有的18个自由度。
相比其他同类产品,此款蜘蛛机器人更加小巧、灵活——对研发能在人体内进行相关操作的机器人的过程而言,这无疑是里程碑式的一步。
使用这项全新的技术制造蜘蛛或其他机器人生物的过程,主要涉及三种不同的技术。首先,利用微型激光切割出12层材料,相互粘合形成蜘蛛的身体和手臂。其次,借助软光刻技术在这些层内绘制了一个复杂的微观通道网络;在感知到气动或液压动力时,这些微型“脉络”可促成蜘蛛的移动。后,为了达到其终形状,这些微流体通道中的一些通过可固化树脂加压。当用来自外部的uv光照射时,树脂硬化并使较软的层地弯曲成所需的形状。
根据该研究的作者之一希拉·鲁索(sheila russo)的说法,他们的“小怪物”蜘蛛可以改变自身的结构,可移动,甚至可以改变颜色。此毫米级蜘蛛机器人外形色彩多样,其肢体能够借助水或者酒精来驱动并模拟澳大利亚孔雀蜘蛛的表现。
虽然对这款机器人的表现很有自信,波士顿大学的助理教授兼创造者之一的tommaso ranzani表示,它目前的形式并非针对医疗应用而设计,更像是一种能力的展示。他在邮件中提到:“我们相信软体机器人在减少风险、进行微创手术任务方面有着巨大的潜力。或许在将来的某一天,这些软体机器人会替代传统手术工具,一跃成为“操纵、与身体脆弱组织(例如静脉、动脉甚至神经)相互作用”的理想选择。他们还可以服用药物或做或组织检查。
但ranzani认为类似的微型机器人也有可能对环境有所帮助,可用于维护工业设施,甚至协助太空探索。他表示:“‘蜘蛛机器人’是软体机器人研发道路上的项成果。我们相信它将会推进新一代微型软体机器人的发展,新一代机器人将借助其微型、可变形、弹性的外观,探索高度非结构化、复杂的环境,被广泛应用于人体内部对组织进行安全、精细的操作,以执行搜索、抢救等医疗任务。”
想象一下,未来某一天,一大群机器人在清理火箭发动机并固定微型飞行器,或在被地震摧毁的建筑物中寻找幸存者并提供急救——甚至只是进行一次清理以清除人体内堵塞的动脉。多么神奇的画面啊,相信大家对这款蜘蛛机器人的期待值已经爆表了。
未来医疗:微型机器人助力医疗
今年年初,diller的团队有了一项突破:他们制作出了一毫米的机器人。此款机器人有两只手臂,并且能够通过磁场控制,因此它能够在生物体内搭桥。diller表示微型机器人不只是在运输药物方面大有作为,它们也能修复我们的血管和器官。
肌肉机器人
微型机器人有两种输送药物的方式,一是携带药物袋至体内特定部位,然后通过变形打开药物袋。二是把机器人的橡胶体设计成海绵状,先浸吸药物,达到目的地后通过自身变形,挤压释放药物,从而达到医疗的目的。
(原标题:哈佛研发毫米级微型蜘蛛机器人:有望进入人体进行治疗)

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