http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:39:16 來源:機器人天空
據ju美mei國guo科ke學xue日ri報bao報bao道dao,目mu前qian,瑞rui士shi蘇su黎li世shi理li工gong學xue院yuan科ke學xue家jia首shou次ci建jian造zao像xiang細xi菌jun一yi樣yang大da小xiao的de微wei型xing機ji器qi人ren,這zhe種zhong機ji器qi人ren可ke在zai醫yi學xue領ling域yu用yong於yu人ren體ti治zhi療liao。
該gai機ji器qi人ren是shi長chang有you微wei型xing頭tou狀zhuang結jie構gou的de螺luo旋xuan線xian,像xiang小xiao型xing螺luo絲si錐zhui一yi樣yang可ke在zai液ye體ti中zhong旋xuan進jin。當dang它ta們men移yi動dong前qian進jin時shi,它ta們men就jiu像xiang長chang著zhe鞭bian子zi一yi樣yang尾wei巴ba的de醜chou陋lou細xi菌jun,目mu前qian僅jin能neng通tong過guo顯xian微wei鏡jing觀guan測ce這zhe些xie機ji器qi人ren,它ta們men的de體ti長chang為wei25-60微米,就像自然界中長有鞭毛的細菌,自然界中長鞭毛的細菌一般體長為5-15微米,有些細菌的體長可達到20微米。
這種微型螺旋線形狀的機器人是模擬大腸杆菌和類似的細菌設計的,目前科學家稱它們為“人造細菌鞭毛”(ABFs),這裏的鞭毛是指細菌身體上像鞭子一樣的尾部。蘇黎世理工學院機器人智能係統學會教授布拉德利-納爾遜(Bradley Nelson)領導一支研究小組從事這種機器人的設計、製造,並進行可操縱性遊動控製。相比之下,這種機器人與細菌原型不同的是,它們將在人體疾病治療方麵發揮著重要作用。
這種微型機器人是由蒸汽沉積的超薄物質層構成,該物質層是以銦、镓、砷和鉻物質特定的序列排列起來,然後這個細狹長的物質層卷曲起來,形成螺旋線形狀。在機器人的前端有一個“微型頭部”,是由鉻、鎳nie和he金jin三san層ceng合he金jin薄bo膜mo構gou成cheng,也ye是shi采cai用yong蒸zheng汽qi沉chen積ji方fang式shi形xing成cheng的de,鎳nie是shi一yi種zhong軟ruan磁ci鐵tie,與yu其qi他ta物wu質zhi相xiang比bi,鎳nie具ju有you一yi定ding的de磁ci性xing。納na爾er遜xun解jie釋shi稱cheng,這zhe種zhong特te殊shu的de磁ci頭tou能neng使shi這zhe種zhong微wei型xing機ji器qi人ren以yi特te殊shu的de方fang式shi在zai磁ci場chang中zhong移yi動dong,這zhe個ge螺luo旋xuan狀zhuang機ji器qi人ren可ke在zai液ye體ti中zhong遊you動dong,整zheng個ge運yun動dong可ke通tong過guo顯xian微wei鏡jing進jin行xing觀guan測ce記ji錄lu。
在研究小組研究的軟件下,通過調節幾個磁圈產生磁場的強度和方向,這種微型機器人能夠移動至特殊的目標,它可以向前、向後、向上或向下移動,還可以任何方向旋轉。納爾遜說:“我們研製的這個軟件基於大量的物理和數學原理。”它不需要任何能量便能遊動,也不需要任何可移動組件,惟一對它起到移動作用的就是磁場,這種微型機器人通常遊動時每秒可行進20微米,相當於其體長。納爾遜指出,改變磁場作用力可提高其速度,使該機器人每秒可行進100微米,對照之下,大腸杆菌每秒行進30微米。
這種微型機器人的設計用於生物醫學領域,例如:它ta可ke以yi攜xie帶dai藥yao物wu抵di達da人ren體ti內nei預yu定ding的de位wei置zhi,移yi除chu人ren體ti內nei動dong脈mai斑ban塊kuai或huo幫bang助zhu生sheng物wu學xue家jia修xiu改gai細xi胞bao結jie構gou,由you於yu細xi胞bao結jie構gou非fei常chang微wei小xiao,使shi得de生sheng物wu學xue家jia很hen難nan直zhi接jie操cao作zuo。在zai最zui初chu的de研yan究jiu實shi驗yan中zhong,蘇su黎li世shi理li工gong學xue院yuan科ke學xue家jia能neng使shi該gai機ji器qi人ren攜xie帶dai聚ju苯ben乙yi烯xi微wei球qiu體ti。納na爾er遜xun強qiang調tiao稱cheng,盡jin管guan當dang前qian研yan究jiu小xiao組zu仍reng進jin行xing著zhe基ji礎chu性xing的de研yan究jiu,但dan在zai不bu久jiu的de將jiang來lai將jiang進jin行xing實shi際ji性xing的de醫yi學xue應ying用yong。