“毛毛虫”机器人体内运送药物 未来或可生物降解

未来，一种拥有"毛毛虫"腿的微型机器人可在人体内运送药物。

来自德国斯图加特普朗克智能系统研究所的专家们表示，这种机器人具备的负载力量相当于，一个人类可以抬起一辆26座的小型公共汽车。

它能够适应恶劣的环境，沿着身体组织表面高效的移动，或完全浸没在比如血液或粘液之类的体液中。

"毛毛虫机器人"能够承受比自身重100倍的载荷

但是，真正让这种微型机器人脱颖而出的，是它成百上千条而不到一毫米长的"尖腿"，看起来就像细小的毛发。

该团队负责人Shen Yajing表示，机器人的尖腿"极大减少了"它们的接触面积，因此也降低了与组织表面的摩擦。

实验室测试结果表明，"毛毛虫"机器人在潮湿和干燥环境下的摩擦力比无肢机器人小40倍。

它能够承受比自身重100倍的载荷，这种负载能力可与自然界最强大的生物之一，蚂蚁相媲美。

此前关于"毛毛虫"机器人的研究已经表明，病人可以吞下这个装置，或者通过皮肤上的腔接受它。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)内嵌磁性颗粒，外界通过施加电磁力可以实现远程控制

该款机器人的躯体厚度约为0.15mm，每个锥形腿的长度为0.65mm，两腿之间的间隙约为0.6mm，使得腿长与间隙的比例接近1:1。

"大多数动物的腿长与腿部间隙的比例为2:1至1:1。我们决定用1:1的比例。"Shen Yajing说。

除了多腿设计之外，原材料的选择对机器人的性能来说也很重要。

"毛毛虫"机器人是用一种叫做聚二甲基硅氧烷(PDMS)的硅材料制造的，这种材料内嵌磁性颗粒，外界通过施加电磁力可以实现远程控制。

该研究构想的联合发起者，Wang Zuankai教授认为，"原材料的选择和多腿设计都极大地改善了机器人的疏水性能。

"此外，柔软的片状橡胶件易于切割，以形成不同形状和尺寸的机器人，来满足不同的应用需求"。

在实验中，研究人员通过磁力机械手来控制"毛毛虫机器人"，机后者可以完成多向推进和反向摆动两种移动模式，这意味着它可以使用前脚向前推进，同时通过交替左脚和右脚前进来摆动身体。

人体内部不同组织的粗糙表面和多变的质地使得机器人的运输具有挑战性

Wang Zuankai表示，人体内部不同组织的粗糙表面和多变的质地使得机器人的运输具有挑战性。

"我们的多腿机器人在各种地形下表现出令人印象深刻的性能，因此在身体内药物输送方面有着广泛的应用。"他说道。

进一步的研究证明，当面对比其腿长十倍的障碍物时，这种具有可变形软腿的机器人能够抬起身体的一端，形成高达90度的角度，并且轻易地越过障碍。此外，研究人员通过增加施加的电磁频率，可以提高机器人的运送速度。

研究人员说，机器人也显示出"非凡"的负载能力。

"这种超强的承载能力、高效的运动能力和良好的越障能力使得它非常适合在恶劣环境下应用，例如通过消化系统将药物输送到指定地点，或者进行医疗检查。"Shen Yajing表示。

在实施进一步的动物实验和最终的人体实验之前，研究团队需要在三个方面进一步完善，即寻找可生物降解的材料、研究新的形状以及增加额外的特征。

Shen Yajing补充道："我们希望在未来两到三年内制造出一个可生物降解的机器人，这样在完成药物输送任务后，机器人就会自然分解。"

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