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  • 世界上最小的機器人 ,它的出現意味著什么?

    行業資訊 | 時間: 2020-06-15 | 中國機器人網 隗寧 | 編譯:阿芬|瀏覽量:1299

      如今,在科技領域,“小”似乎成為了進步的標志,把眾多硬件和軟件集成到越小的物體上,就越能體現技術能力。
     
      從前像磚頭一樣的大哥大已經成為古董,而如今,生產輕巧纖薄的智能手機的廠商一家更比一家強,從前信號不好就要去拍拍“大屁股”的臺式電視,已經發展成超薄液晶電視,電腦也是越輕巧越受歡迎。
     
      機器人領域,同樣也在追求“小”。
     
      最近,哈佛大學公布了一項新的研究成果——HAMR-JR。這個機器人是科學家受到蟑螂的啟發而研制的,長度為2.25cm,重量為0.3g,可以跑、跳、搬運物體,甚至可以翻動硬幣。它的速度能比過世界上跑得最快的昆蟲,而且將可搬運自重10倍的物體。據研究小組稱,是迄今為止最小、最快的微型機器人之一,其靈敏度是同類產品中最好的。
      其實,微型機器人的研究開發已經持續了多年,至今,世界各國已經在微型機器人的研究方面取得了不少成果。如今,隨著技術的發展,無數科學家都在嘔心瀝血,持續努力把機器人變得越來越小,越來越輕便。
     
      對于微型機器人來說,最廣泛的應用還是在醫療領域。
     
      很久之前,人們就開始幻想把自己縮小,進到自己的身體里,比如在吳承恩所寫的《西游記》里,孫悟空故意變小被鐵扇公主吃下去,通過折磨她來達到借扇子的目的。如今,吳承恩的幻想成為了現實,微型機器人早就能夠做到這一點,但絕對不是折磨人,而是救人。
     


     
      一、膠囊內鏡機器人:應用最為成熟的微型機器人
     
      微型機器人進入醫療領域,起源于人們對改進檢查方式的要求。傳統的腸鏡檢查會令患者感到不適,由此催生了微型機器人在腸胃檢查方面的應用。
     
      2000年,以色列的Given Image第一個膠囊內鏡獲得FDA批準進入臨床,但直到2013年,安翰公司推出的NaviCam,才能算得上微型機器人。 NaviCam系統擁有磁場精確控制系統,通過智能內鏡、記錄儀,定位器,15分鐘左右即可實現胃部的全面檢查。
     
      膠囊內鏡機器人可以說是目前應用最成熟的微型機器人,經過國內相關研究人員的不懈努力,我國的膠囊內鏡機器人技術已經走在世界前列。
     


     
      二、微型手術機器人:微創、精準醫療的需求
     
      近幾年來,手術越來越講究微創,從前的腹部手術需要打開患者的腹腔,不僅不利于恢復,也會增加感染的風險。而如今,許多常見的手術只需要通過微型醫療機器人, 連連硬幣大小的傷口,都會顯得多余。
     
      2015年,美國的科研團隊研發出一種超微型機器人。它能夠被用在耳朵、支氣管等較小的人體部位,縮小了需要打開的切口。



     
      2017年,美國麻省理工學院的研究人員發明了一款神奇的微型折疊機器人,這種微型機器人被包裹在用冰做成的口服含片里,被人服下后會通過食道進入胃里,冰膠囊融化后,機器人會像折紙一樣打開。展開后的機器人看起來就像一張有皺褶的紙, 它們遇熱或受磁場作用時會膨脹或收縮,進而使機器人移動。外科醫生通過外部電磁場影響機器人身上的磁鐵, 進而控制機器人的運動。機器人也能通過屈伸自己的皺褶,沿著胃壁爬到指定的位置。此外,它還可以用自帶的磁鐵“捕捉”并移除異物,比如誤吞的紐扣電池等。
     


     
      三、血管機器人:“運輸工”與“清道夫”
     
      隨著微型機器人越做越小,完成一些更微觀的特定工作成為可能,血管機器人便是機器人應用于靶向治療的產物。
     
      以往生病我們通過口服或者皮下注射的方式用藥,但這種方式難免會造成藥物的浪費,或者需要更多其他材料輔助,才能幫助藥物更好的吸收。藥物研發人員也在不斷探索更好的藥品和用藥方式,但是除此之外,機器人在藥物治療方面也展現出了非凡的實力。
     
      目前,血管送藥機器人輸送藥物主要有兩種方式:一是作為容器攜帶藥物至特定部位,然后通過控制變形打開容器;二是把機器人成海綿狀,先浸吸藥物到達目的地后通過變形擠壓釋放藥物,從而達到精準釋放的目的。通過這種方法,醫生就能夠更好的精確控制藥物的使用位置與劑量。
     


     
      除了輸送藥物,微型機器人還可以用于血管清理。借助納米技術,機器人領域的研究者們設計出了一系列微型機器人,他們能夠在病人體內對血管進行操作。
     
      例如,德國開發出一種像扇貝造型的微型游泳器,它能以不同速率將殼體打開、關閉,穿梭于具有黏度的液體中,因此可以運用在血液黏性提高所導致的心血管疾病的研究與治療上,對人類健康有所幫助。


     
      四、微型機器人的無限前景
     
      目前,在微型機器人的醫療應用方面,最活躍和受人關注的是關于癌癥治療的問題。配合基于4D打印技術的醫療技術方案,微型機器人成為探索癌癥治療,或者靶向治療的一種針對性技術。
     
      但是,目前不論是基于4D打印技術的靶向治療技術,還是基于電子技術的“微型機器人”靶向治療技術,都還需要時間進行完善,真正成熟的應用產品還鳳毛麟角。而且多個科室的臨床需求已經開始顯現,我們可以說,目前的最新研究可以讓我們看到未來的新方向。
     
      不久的將來,隨著科研人員的不懈努力,顛覆性突破的實現與臨床應用指日可待。人類對于已知的癌癥等等,將不再恐懼,我們期待借助于“微型機器人”配合治療能獲得顯著的療效。

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