受穿山甲啟發的微型機器人可以治療內出血
最新的生物技術從自然界的奇觀中汲取靈感,一種柔軟、靈活的微型金屬“機器人”可以像穿山甲一樣捲曲起來,有效地在人體內部導航。斯圖加特馬克斯·普朗克智能係統研究所的科學家們將唯一有鱗的哺乳動物作為他們的設計靈感,其靈感來自於這種動物能夠通過其層層互鎖的角蛋白鱗片流暢地移動,並在必要時將自己捲曲成球的能力。
在研究員Metin Sitti 的帶領下,該團隊設計了一款長2 厘米(0.8 英寸)、寬1 厘米(0.4 英寸)的微型機器人,具有重疊的鱗片,可以根據需要移動、滾動和加熱。它有一個軟質聚合物層,上面鑲嵌著磁性顆粒,還有一個硬質頂層,其特點是重疊的鋁製“鱗片”。
當機器人暴露在低頻磁場中時,研究人員可以操縱它捲起並四處移動。當捲起時,該設備可以將藥物等顆粒輸送到體內的目標部位。然後,當暴露在高頻磁場中時,它可以加熱到70 °C (158 °F) 以上。在這個溫度下,可以用來治療內出血、清除腫瘤組織和治療血栓。
使不受束縛的機器人設備能夠移動和加熱的結構圖Soon,R 等人/(CC BY 4.0)
雖然這並不是科學家們第一次轉向大自然來開發微型機器人,但他們已經開發出了這種受毛毛蟲啟發的設備和一個以七鰓鰻為模型的設備。但這款機器人的特別之處在於,由硬質元件製成但仍可以自由移動的不受束縛的機器人非常罕見,並且為棘手的內部治療和手術帶來了巨大的希望。
在實驗室測試中,這種類似穿山甲的裝置能夠在不損壞軟組織的情況下移動,然後通過覆蓋出血處並加熱來阻止血液流動。
該研究發表在《自然通訊》雜誌上。