瑞士團隊打造高靈活性微型機器人,能依照周遭液體流動性改變形狀

作者 | 發布日期 2019 年 01 月 22 日 18:41 | 分類 尖端科技 , 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

微型機器人(micro-robots)的出現為醫療帶來了許多新的可能,然而面對人體中許多截然不同的環境,任何探索物必須及時適應周遭環境才能順利移動,為此瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)團隊從細菌中汲取靈感,設計出一種高度靈活且具有生物相容性的微型機器人,讓未來使用微型機器人直接送藥到患病組織的可能性又再往前邁進。



團隊所開發的微型機器人是由一層一層的生物相容性水凝膠(biocompatible hydrogel)相互摺疊組成,其中嵌入許多微小的磁性奈米顆粒,可以透過電磁場的變化從身體外部驅動,但光是這樣還不夠,為了使其具有一定的自主移動性,研究團隊設法預先「編程」了微型機器人。

首席研究員 Selman Sakar 解釋,團隊所設計的機器人具有特殊的成分和結構,因此可以適應正在通過的液體特性,「如果它們遇到黏度或滲透濃度的變化,它們便會改變自己的形狀來保持速度和機動性,同時也會不失去對運動方向的控制。」

在不使用笨重的感測器或致動器的前提下,要最大化微型機器人的性能預先「編程」就是必須的。以目前的情況來說,團隊發現低黏度液體中管狀身體和扁平船槳狀尾巴是最好設計,而螺旋狀則適合穿過更為粘稠的液體,因此設計為在高蔗糖濃度下便會觸發,讓機器人能在兩個形狀之間自行進行轉變。

透過用狹窄玻璃管設計模擬血管,研究人員正在測試微型機器人在不同速度、不同黏度液體中流動的情況,這將有助於團隊找出哪些形狀在哪些情況更適合。研究已經刊登在《Science Advances》期刊上。

(首圖來源:EPFL)