小身材有大用途,微型机器人从科幻走入生活

作者|与非们

编辑|新物语

首发|全球智能化商业

▍图片来源于网络

互联网时代,人们喜欢用“脑洞”来形容网友们的一些奇异想法。实际上,互联网出现之前,人们的“脑洞”也并不少。例如上世纪六十年代上映的好莱坞电影《奇异的旅程》就讲了一故事:五位医生被缩小到几百万分之一,然后注入到患者体内进行手术,从而在人体内开启了一场奇异的旅程。

现在看来,这样的“脑洞”仍然不切实际。但是,如果将医生换成机器人呢?科学家们正在将机器人无限“缩小”,进而放入人体进行检测或治疗,借助微型机器人实现精准治疗已经变为现实。随着机器人逐渐向小型化发展,以及人工智能等技术的进步,微型机器人还将应用于航海、农业、通信等众多领域。

微型医疗机器人

穿梭于人体之内

前一段时间,有德国科技杂志披露,斯图加特马普智能系统研究所研制出一种微型机器人,外形就像是一根不起眼的橡胶带,厚度仅为0.1mm,长度为36mm。这根“橡胶带”能够做出行走、爬行、跳跃、翻滚等多种动作,帮助医生将药物输送到人体内的指定部位,比如在胃部或泌尿系统内移动。

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具体到药物输送方面,这款微型机器人将带着药物袋到人体内的某个部位,之后,通过自身的变形打开药物袋,让患者得到治疗。当然,研究人员还可以设计出像海绵一样的微型机器人,前往目的地之前先浸吸药物,然后在移动到指定地点后变形,将药物挤压出来,同样能达到辅助治疗的效果。

在辅助医生进行疾病诊断方面,早在去年,加拿大布罗克大学的科学家们就发明了一种微型机器人,可以在血样中快速发现结核病。今年,该研究团队对这款机器人做了改进,能够检测到致病菌的变种,快速诊断出这种细菌对利福平等一线结核病抗生素是否存在耐药性。要知道,耐药性是结核病难以根除的原因之一,如果能够更早地诊断出耐药性,就能辅助医生尽快改变治疗方案。

相比于上面提到的“橡胶带”微型机器人,这款诊断结核病的机器人更加细微。科学家们制造出一个20纳米的黄金粒,并将不同长度的DNA链附着在黄金粒上,由此控制机器人。DNA长链能辨别结核病菌基因中所含核苷酸的不同。这些不同可反映基因变异和可能存在的耐药性。一旦发现变异,DNA短链就会发出荧光信号。根据目前的检测方式,判断耐药性大概需要两小时,而机器人有可能在一小时之内就能完成诊断,有助于患者的治疗。

不仅仅是医疗

微型机器人应用前景广阔

最近,麻省理工学院(MIT)研究人员也发明出一种纳米级的微型机器人,其尺寸近似于人体细胞。该微型机器人拥有电源、传感器和记忆装置,能够进入人体消化系统,辅助医生进行诊断。而且,这款机器人可以悬浮在液体中甚至漂浮在空气里,可用于检测石油、天然气等管道,适用于多种应用场景。这,也正是微型机器人的优势之一。

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机器人的出现,从某种意义上来说是为了替代人们在一些危险或复杂的环境里工作,例如采矿领域的瓦斯/地压检测机器人、水下的搜救/打捞机器人等等。而微型机器人,则能够在传统大型机器人无法工作的环境里灵活作业。

例如在地震之后的大型自然灾害救援工作中,大型机器人可以搬开倒塌的树木或其他重物,但却不能在残垣断壁下面的缝隙里寻找生命的迹象。微型机器人由于体积小,动作灵活,可以进入到救援人员无法到达的狭小空间里,增强了震后救援的能力,同时还可以协助评估废墟的危险程度。例如美国一位教授发明的仿生机器人,外形看上去像是蟑螂,体积比一美元纸币还小,但是外款坚固,行动敏捷,还内置了相机和Wi-Fi芯片,适用于灾后救援。

除此之外,微型机器人还能用于农业、娱乐、精密制造等多个领域。未来随着微机电系统、低能耗传感器、人工智能等软硬件技术的进步,微型机器人将变得更加小巧而智能,就好像电影《超能陆战队》里的神经控制微型机器人一样,可以变化出各种形态,未来充满无限可能。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20180807G1BU5700?refer=cp_1026
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