微型機器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境的狹小空間作業(yè)，比如膠囊內(nèi)窺鏡，具有侵入性小、沒有毒副作用等優(yōu)點，其還可以進行主動控制或加載成像裝置。可以說，微型機器人已經(jīng)成為實現(xiàn)無創(chuàng)、微創(chuàng)外科診療有效的工程技術(shù)手段之一。
一直以來，科學(xué)家們都在努力研發(fā)能在人體內(nèi)運送藥物或進行手術(shù)的醫(yī)療機器人。此前，研究人員嘗試過利用比細胞大的實體、空心體、球體和網(wǎng)狀體等物質(zhì)制造微型機器人，雖然已經(jīng)取得了不同程度的成功，但在這些微型設(shè)備上安裝充足的電源裝置十分困難。
另一個技術(shù)壁壘是，把這種微型機器人引導(dǎo)到身體錯綜復(fù)雜的蛋白和其他分子中，需要一種有效的控制其在體內(nèi)運動的方法，并能夠?qū)崟r監(jiān)測到達部位。為此，康奈爾大學(xué)的科學(xué)家們利用激光光刻系統(tǒng)，3D打印出了一個動物細胞大小的微型機器人。
該微型機器人呈三角形狀，每一個氣孔都是由防水樹脂制成，它的背面設(shè)計了了兩個開口直徑不同的洞。由于樹脂是疏水性的，所以該設(shè)備被放置在液體環(huán)境中時每個腔內(nèi)都會形成一個氣泡。
當(dāng)外部超聲波換能器作用微型機器人時，聲波會引起氣泡振蕩，產(chǎn)生渦流推動機器人前進。通過改變波的共振頻率，可以有選擇地單獨激發(fā)其中一個氣泡或同時激發(fā)兩個氣泡。
由此，該機器人就可以被遠程控制。雖然之前的研究已經(jīng)制造出了由單個氣泡推動的微型機器人，但它們必須使用兩個超聲波換能器來控制。相比之下，該微型機器人是第一個只需要一個傳感器的設(shè)備。當(dāng)然，這要歸功于其雙氣泡設(shè)計。
目前，科學(xué)家們正致力于開發(fā)生物相容性和生物可降解的材料機器人，以便其完成工作后可以在體內(nèi)無害地被溶解掉。
網(wǎng)站客服
粵公網(wǎng)安備 44030402000946號