迷你机器人将进入你附近的医院？

Mary Brophy Marcus报道

2022年8月2日 - 想象一下，当你被推入手术室时，你的手术团队正在等待你--外科医生、麻醉师和......一只小小的机器人螃蟹。

西北大学的科学家们已经建造了一个超小的机器人螃蟹，有朝一日可以执行精细的外科手术任务--进入你的身体缝合破裂的小动脉，清除堵塞的动脉，或追踪癌症肿瘤。

最近一期的《科学机器人》杂志描述了这种六条腿、半毫米宽的peekytoe蟹，它是世界上最小的遥控行走机器人。它可以弯曲、扭动、行走和跳跃，并使用遥控激光进行操作。

它是跨越十年的研究的最新进展之一，其目的是创造微型机器，在难以到达的地方从事实际工作。由于机器人技术和材料科学的进步，这种合成甲壳动物和其他 "微型机器人 "可能会比你想象的更快地帮助外科团队。但在这个未来成为现实之前，必须发生什么？

机器人螃蟹的制作

领导这项研究的生物电子工程师约翰-罗杰斯博士说，制作一只跳蚤大小的机器蟹 "相当简单"。"它由三种类型的材料组成：一种聚合物、一种形状记忆合金和玻璃。"

聚合物是一种类似塑料的材料，被用于微电子学。第二种成分，形状记忆金属合金，与聚合物结合在一起，构成关节和腿。第三个组成部分是涂在机器人身体整个外部的一层薄薄的玻璃。

"玻璃提供了一个外骨骼。它为机器人的整体身体提供了刚性，"罗杰斯说。

机器人操作员将激光对准螃蟹上的一个特定点，触发一个热机制，使机器人移动。

罗杰斯说："通过照射某些肢体，我们可以创造一个特定的步态，"他解释说，热量使螃蟹 "展开"。当机器人冷却时，它又恢复到原来的形状。这种折叠和展开产生了运动--螃蟹在行走。

罗杰斯认为他的学生选择了螃蟹--他们喜欢它侧身滑行的方式--但他说任何生物都可能被做得更小。

我们将如何在医学上使用微型机器人？

虽然罗杰斯对任何具体的医疗用途都犹豫不决，但外科手术的应用似乎对这项技术最有希望。罗杰斯说，如果要在人体深处使用，"你可能需要一个游泳者--就像一条鱼。还有其他小组正在研究游泳器。"

斯坦福大学机械工程系助理教授Renee Zhao博士就是这样一位科学家。在一篇新的《自然通讯》文章中，她和她的同事报告了他们的 "支持旋转的无线水陆两栖折纸机器人"。(快说五遍）。

这个迷你机器人--更接近于指尖大小--看起来像一个小圆柱体，具有折纸灵感的图案，可以扭曲和扣动。它在粘稠的液体中滑行，在光滑的表面和质量（如人体器官）上滑行，在远程磁铁的帮助下滚动、翻转和旋转。圆柱体的折叠和展开作为一种泵送机制，可用于液体药物的定向输送。赵说，例如，它可以将药物带入体内，帮助停止内部出血。

"她说："我们正在改进这个系统，进一步缩小它的尺寸，以便在更狭窄的环境中进行生物医学应用，例如在血管中。

在他们的论文中，赵和她的合著者还指出，迷你相机和迷你镊子可以被放入毫微机器人中，以进行内窥镜检查和活检程序，理论上，这可能比目前的技术对病人的风险更小。

但在机器人的设计阶段有很多试验和错误，赵说。

她说："最棘手的部分是要有一个优化的游泳性能，"因为机器人的密度需要非常接近它所 "游泳 "的液体密度。

下一步是什么

现在，赵的水陆两栖机器人仍处于动物测试前的试验阶段。如果它通过了这些障碍，它将在人体临床试验中进行研究。

这意味着在游泳的圆柱体--或机器人螃蟹--帮助心脏外科团队或缝合器官之前，可能还需要几年时间。

"这是早期的探索性工作，"罗杰斯说。"我们正试图将想法作为追求微型机器人技术的更广泛的研究群体的一部分，希望随着时间的推移，这些技术将最终导致外科手术的实际临床使用。这在很大程度上是一个起点"。