我国开发出磁性微游动机器人 可用于癌症诊断治疗

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这种呈花生状的磁性机器人长3微米,直径2微米,只有头发丝直径的约四十分之一。由大量这种机器人组成的群体可在旋转磁场的调控下变为长链,在狭长的模拟毛细血管中穿行。

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  日前,中国科研人员开发出一种磁性微游动机器人,可像“蚁群”一样成千上万地组队协同作业,有望为高效靶向给药和体内成像提供解决方案。


这种机器人群体可变为长链,在狭长的模拟毛细血管中穿行。

  发表在新一期美国《科学·机器人学》杂志上的这一研究显示,这种呈花生状的磁性机器人长3微米,直径2微米,只有头发丝直径的约四十分之一。由大量这种机器人组成的群体可在旋转磁场的调控下变为长链,在狭长的模拟毛细血管中穿行。

  论文作者之一、哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室谢晖教授说,这些机器人之间通过非常小的作用力交流,形成一个动态系统,就像蚁群用触觉或气味交流一样。


论文配图

  自然界中存在着丰富多样的生物自组织系统,表现出高度的群体智慧,可以解决个体无法胜任的复杂问题。比如分工协作的蚁群可构建复杂而精巧的蚁巢、搬运超重猎物,布阵捕食的鲱鱼群可轻松捕获非常警觉的桡足类动物,等等。受此启发,谢晖构建了微游动机器人群体,使其具备快速的环境应变能力和多任务机动功能。

  研究显示,这些机器人能模拟自然界的蚁群和鲱鱼捕食阵列,完成大负载可控输送与大面积同步集群操作。

  谢晖说,这种机器人将来可用于医疗方面,这是因为机器人足够小,可到达例如毛细血管末端、视网膜等其他手段难以直接治疗的部位。未来通过体内运动导航,由成千上万个装载药物的微游动机器人组成的群体,可以直达病灶部位,识别并攻击病变细胞,实现高效无副作用治疗。与此同时,微纳游动机器人还可以留存在体内,实现健康状况的在体监控,协助人体免疫系统长期有效维护人类健康,为疾病的早期诊断与治疗提供一种新手段。

  论文链接:https://robotics.sciencemag.org/content/4/28/eaav8006 

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