《Science Robotic》发布最新成果！磁场选择驱动体内单一机器人

关于人体内机器人的控制方式有两种：一种是可以研制一款自带导航和推进装置的微型的复杂机器人潜艇；或者借助于外部磁场创造一个受磁场控制的微型机器人。显然后面一种方法会远远降低机器人的复杂程度，但后者也有一个显著的缺陷—我们无法同时控制更多的机器人。

上述问题的根结在于：作为一个场域，我们无法限制磁场只在某一个特定的区域起作用。比如，如果你使用类似于临床核磁共振扫描仪来创建一个磁场，无论你给这个磁场设定怎样的梯度，也无论你是一个微型或更加庞大的机器人集群，它们都会受到核磁共振的影响。但是我们不可能在同一个磁场下控制不同的机器人干两件不同的事情。

一个潜在的解决上述问题的方法是让你的每一个机器人都略有不同，这样虽然对每一个输入的控制量是一定的，而它们所做出的响应却有所不同。但是对于同质机器人，这是非常困难的。在德国汉堡菲利普公司的研究人员最近在《science robotic》发表了一篇文章，他们可以在相同的磁场下选择性的驱动单个机器人，或者驱动一个机器人的单个组件。

先来欣赏一下他们是怎样在磁场下控制一个可爱的机器人完成不同动作的吧：

那么这个机器人是怎样动起来的呢？

磁场发生器和它所产生的磁场

他们利用多个线圈形成了多个磁场磁场，在这多个磁场组成的整体磁场中，存在一个自由场点（FFP）。该自由场点内的磁场梯度很低，它的作用不是移动物体而是去移动该场点下的物体，这样我们就可以通过调节外部磁场来“锁定”自由场点以外的物体。然后，利用温和的旋转磁场旋转FFP内部的物体。通过移动FFP，我们也可以选择哪些物体是被锁定的，哪些物体是可以旋转的。

在这种情况下，如果螺栓表面与磁场是倾斜的，螺栓便处于锁死的状态不会旋转，而若果螺栓表面与FFP的夹角为零是，螺栓便可以缓慢旋转。在这套硬件设备中，他们可以单独驱动两个相距只有3毫米的螺栓。

这项技术的研究人员也给出了一系列该技术可以应用的领域：

有一类应用是以几个分别加以控制的螺旋体驱动机制为基础的。在整形外科中，可用于移植，被移植部分的形状能够根据恢复过程发生变化。在诸如下肢增长或早发性脊柱侧凸等案例应用中，基于几个可控旋转体机制或为可延伸假肢或增长棒提供更高灵活性。另外，这一办法能够用于微流体中，其中，可以想象一种简单微型磁泵以及阀门，无需电力或机械连接，即可单独进行驱动。

另一类使用情况与用于局部治疗实现的简单微型机器有关，比如遥控一个可注射磁性微型药丸释放药物。遥控可切换放射性种子是一类特殊案例。可切换开关的机器人种子(Switchable seeds)能让资源的使用有更长的半衰期或更高的剂量率，因为达到所需的剂量后，放射性就可以被关闭。除此之外，最终距离健康组织或敏感器官太近的移动种子可以被关闭。

使用带槽的螺旋盾，定向种子的远程调节方式可以被建立。这可能会让医疗领域中的精确用药和组织维护技术有进一步的提升。另外，我们证明了磁操纵可以达到微米级别的精确性。通过导管，我们可以把种子带入肿瘤和血栓的位置，完成任务后从血管中排出。在成像定位后，只有到达肿瘤位置的种子会被远程激活。

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