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香港城市大学开发可在人体内输送药物的软性微型机器人直线电机

文章来源:国外机械网  |  2020-05-25

2018-10-17 09:58:43来源:前沿科技

香港城市大学(City University of Hong Kong;CityU)领导的研究团队开发出1种软性微型机器人。其具有数百支像履带的脚,能承受重载并适应恶劣环境,而且能用于在人体内输送药物等医疗用途。其多腿设计有助于显着减少摩擦,因此能在身体内部的表面上有效移动,或能完全沉浸在血液、粘液等体液中。

根据Science Daily报导,这款微型机器人拥有数百个不到1公厘长的脚,看上去象是一头短发。这种独特设计并非随机选择。该研究小组研究了数百种地面动物的腿部结构,特别是腿长与腿部间隙之间的比例而获得灵感。

该机器人的身体厚度约为0.15公厘,每条腿的长度为0.65公厘,腿之间的间隙约为0.6公厘,腿长与间隙比约为1:1。此外,它的腿部设计大大减少其接触面积,而能减少与表面的摩擦。实验室测试显示,在干湿环境下,这种机器人的摩擦力比无肢机器人低40倍。

除了多腿设计外,材料也很重要。该机器人由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成,并嵌入磁性颗粒,因此能透过电磁力进行远距控制。而这种材料和多腿设计都大大提高了机器人的疏水性。此外,橡胶零件很柔软,可轻松切割,形成各种形状和大小的机器人,而适用于不同应用。

研究人员表示,人体内不同组织的粗糙表面和各种质地,让运输变得具有挑战性。而这款多腿机器人在各种地形中表现出令人印象深刻的性能,因此在体内药物输送方面有广泛的应用。

这款机器人还具有非凡的装载能力。实验室测试显示,该机器人能承载比自身重100倍的负载,其强度可与蚂蚁相媲美。极强的承载能力、高效的运动和良好的越障能力使这款机器人非常适合在恶劣环境中使用,例如通过消化系统将药物输送到指定地点,或进行医疗检查。

在动物和人类上进行进一步测试之前,该研究团队正在从三方面进一步开发和完善其研究,包括寻找可生物降解的材料、研究新的形状以及增加额外功能。该团队表示,希望在未来2~3年内制造一种可生物降解的机器人,好在完成输送药物任务后自然分解。

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