每經(jīng)編輯｜孫志成    

圖片來源：攝圖網(wǎng)

一個膠囊大小的機器人，身負藥物，從患者口中進入胃部，直接將藥物作用于患部，亦或是隨著血液在體內(nèi)流動，清除血栓，甚至殺死癌細胞。

這些年來，已經(jīng)有不少醫(yī)院在手術(shù)中應(yīng)用了機器人技術(shù)來輔助醫(yī)生進行精密的操作，而隨著科技的發(fā)展，上面提到的更加先進的機器人已經(jīng)出現(xiàn)。

“千足蟲”機器人

據(jù)TechCrunch報道，香港城市大學(xué)近日開發(fā)了一種微型機器人，這種新型機器人長17毫米、寬7毫米、高約1毫米，超過一半的高度都被擁有數(shù)百只小而尖的腿占據(jù)，就像千足蟲一樣。

據(jù)悉，這個機器人由一種名為聚二甲基硅氧烷（PDMS）的硅材料制成，里面嵌入了磁性粒子使其能夠以正確的方式移動。

圖片來源：TechCurnch

這種設(shè)計有幾個優(yōu)點。首先，由于它每條腿的橫截面都非常小，所以它們的橫截面相對也就比較小，相比以前類似的機器人，這種新的設(shè)計能夠減少掉40倍的摩擦。這意味著它能有效地通過血液、粘液等體液表面。

研究報告作者指出：“材料和多腿設(shè)計大大提高了機器人的疏水性。另外由于硅膠塊是軟的，它可以很容易地被切割成各種形狀和大小，制成不同的機器人用于不同的用途。”

在測試中，這個機器人還能爬過比自己高很多的障礙物，它會把自己的身體折疊90度然后再“站起來”。這對于穿越人體內(nèi)部不平坦部分非常有用。除了能四處游走，這個機器人還能負重，測試中它能馱著100倍于自身重量的物體移動。

圖片來源：TechCurnch

主持這項研究的首席研究員Shen Yajing（音譯：申亞京）表示，由于這款毫米級機器人具有超強的攜帶能力、高效的運動能力和良好的穿越障礙能力，因此它能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，比如通過消化系統(tǒng)并將藥物送到指定區(qū)域或進行醫(yī)學(xué)檢查。

接下來研究人員將對這個機器人展開進一步的研究，看看它還能做些其他什么事情么，以及其能否使用生物可降解材料制造。

螺旋藻機器人可以殺死癌細胞

上文里介紹的機器人是一款智能給藥微型機器人，雖然可以通過消化系統(tǒng)，但是面對更細微的血管，就顯得無能為力了。

而幾十年來，生物醫(yī)學(xué)工程師們一直試圖制造手術(shù)微型機器人，就像科幻電影《神奇之旅》（FantasticVoyage）里的血管飛船一樣。

而隨著近年來機器人科技的不斷發(fā)展，人類似乎離實現(xiàn)這一愿望越來越近了。

圖片來源：《Science》視頻截圖

香港大學(xué)材料科學(xué)研究團隊曾成功開發(fā)了一款螺旋藻磁力微型人體檢測機器人，通過磁力信號可以操縱螺旋藻在體內(nèi)游走，這種生物合成機器人，將以最小副作用的方式實現(xiàn)定點給藥和局部微手術(shù)等高難度操作，更重要的是，它和它的磁性涂層似乎還能殺死癌細胞！

顯微鏡下螺旋藻微型機器人的移動（圖片來源：《Science》視頻截圖）

這是一款生物相容性非常高且成本低廉的人體微型機器人策略。微型機器人在體內(nèi)的降解速度可根據(jù)涂層厚度進行調(diào)節(jié)。所有降解物對正常細胞都不具威脅，唯一例外的是癌細胞。研究表明，體外培養(yǎng)的腫瘤細胞暴露于螺旋藻48小時后，90%都被破壞了。進一步試驗表明，螺旋藻產(chǎn)生了一種對癌細胞有毒的化合物。

微型機器人發(fā)展迅猛

目前，人類的很多疾病都需要通過非常精密的手術(shù)來治愈，而這些手術(shù)一是存在風險，二是對病人的身體會造成很大傷害。而通過微型機器人，未來醫(yī)生們可以在不動手術(shù)的情況下遞送高劑量的藥物到人體內(nèi)、清除體內(nèi)的血塊、進行組織切片，甚至能在人體內(nèi)建構(gòu)支架，讓新的細胞生長。

每經(jīng)小編（微信號：nbdnews）梳理了現(xiàn)有資料，給大家介紹幾種有代表性的微型機器人。

近日，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的工程師們開發(fā)出一種由超聲波供電的微型機器人，它可以在血液中游動，去除有害的細菌及其產(chǎn)生的毒素。

圖片來源：Science-Robotics

研究人員在金納米線涂上血小板和紅細胞混合物的膜，制造出這種納米機器人。這種特制涂層使得機器人可以一次開展兩種不同細胞的任務(wù)：血小板用于捆綁耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）病原體（一種耐抗生素的金黃色葡萄球菌菌株）；紅細胞則用于吸收并中和這些細菌產(chǎn)生的毒素。

圖片來源：《Science-Robotics》截圖

今年6月，香港城市大學(xué)的研究團隊在《Science-Robotics》雜志上發(fā)表了關(guān)于他們研制的一款微型機器人的相關(guān)論文。這是國際上首次通過微型機器人，在保證細胞附著、增殖和分化的前提下實現(xiàn)在活體內(nèi)定向運送細胞。

圖片來源：《Science-Robotics》截圖

這些研究人員使用計算機模型計算出這些微型機器人的理想尺寸：長滿尖刺的多孔球型，就像海膽。研究人員使用3-D激光打印機制造這些微型機器人，隨后使用鎳和鈦包裹，從而使得它們分別具有磁性和生物相容性。并用磁場驅(qū)動這些機器人移動。

這項技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用上具有很大潛力。比如，微型機器人能將可分化的干細胞運送到損傷的組織上進行修復(fù)。