近日,據外媒報道, 科學家研發出能夠根據人體內環境的變化而改變自身形狀的微型機器人。
由瑞士洛桑聯邦理工學院的selman sakar和蘇黎世聯邦理工學院的bradley nelson領導的科學家小組從細菌中汲取靈感,設計出靈活的、與生物兼容的微型機器人。
因為這些微型機器人能夠在需要時在流體中游動并改變自身形狀,它們可以通過狹窄的血管和復雜的系統,而不影響速度或機動性。它們是由含有磁性納米粒子的水凝膠納米復合材料制成的,可以通過電磁場來控制它們。
科學家們在一篇文章中描述了他們為“編程”機器人形狀而開發的方法,這樣機器人就可以輕松地通過稠密、粘稠或快速移動的流體。
當我們想到機器人時,通常想到的是笨重的機器,它們配備了復雜的電子系統、傳感器、電池和執行器。但在微觀層面上,機器人是完全不同的。
制造微型機器人帶來了許多挑戰,科學家們采用了基于折紙的折疊方法來解決這些問題。他們新的運動策略采用了人工智能,這是對經典計算范式的一種替代,這種計算范式是由嵌入式電子系統完成的。
sakar教授說:“我們的機器人有一種特殊的組成和結構,使它們能夠適應正在移動的流體的特性。例如,如果它們遇到粘度或滲透濃度的變化,它們就會改變形狀,以保持它們的速度和機動性,而不會失去運動方向的控制。”
這些變形可以預先“編程”,以便在不使用煩瑣的傳感器或執行指令的情況下最大限度地提高性能。機器人可以通過電磁場進行控制,也可以通過流體流動自行通過空腔進行導航。無論哪種方式,它們都會自動變成最有效的形狀。
nelson教授說:“大自然已經進化出了許多微生物,它們隨著環境條件的變化而改變形狀。這一基本原理啟發了我們的微型機器人設計。我們面臨的關鍵挑戰是描述我們感興趣的變化類型的物理學,然后將其與新的制造技術結合起來。”
除了提供更高的效能外,這些微型機器人也可以以合理的成本很容易地制造出來。目前,研究小組正致力于改善微型機器人在人體內復雜液體中的游動性能。未來可能會研發出將藥物直接送入患病組織的微型機器人。
來源:太平洋電腦網
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