可变形微型纳米机器人问世,能在任何崎岖的血管里游走送药,而且还很聪明
作者:风雨抚蕖
编辑:海蛟
纳米医疗机器人,凭借其在体积上的优势,在生命医学领域发展迅速、应用范围广泛。在经过《Science》等世界一流杂志的报道下,纳米机器人以更高的频次出现在大众的视野中。
想象一下,纳米级的机器人在我们的身体内穿行,药物运输、毒素清理,如同自身的细胞一样。这将为我们未来的健康带来多大的影响?不久前,EPFL和苏黎世联邦理工学院的科学家就研发了一种微小的弹性机器人,可根据周围环境改变形状,我们就叫它小E吧,与大多数纳米机器人不同,小E显得更加智能。
该团队的研究人员表示,为了更好地到达人体内难以触及的区域,研究人员参照了细菌的的形态和运动模型
众所周知,细菌虽小,但是其表现出的多样化分子运动机制,能够使得细菌有效地驾驭复杂环境并且未来这些机器人将有望彻底改变针对性的药物输送
其实,我觉得这个机器人就像水蛭一样,在水中盘绕游动
但是机器人不可貌相,小E可是一个可以根据环境改变自身形状的机器人,能够在需要时游过流体并改变其形状,所以它们可以通过狭窄的血管和复杂的系统,而不会影响速度或机动性。你看一个缩骨功小E就穿过了一根极细的管子。当然,这只是在血管间穿梭的基本功,遇到更加弯曲复杂的形状,小E就表现出了一个优良纳米机器人的柔性
好不灵活,看一个侧身,就像随海水飘扬的海带
其实每一个小E都是由含有磁性纳米颗粒的水凝胶复合材料(MNP)制成,允许通过电磁场控制它们
为了给小E导航,研究人员从形态学和磁化分布入手,在游泳过程中讨论了通过改变偏航角来实现人工微型游泳的可能性。对于一个高度机动的微型振动器,可以通过控制信号的微小变化来快速改变其运动方向
由于液体不同的粘度干扰了小E盘绕进动的性能,研究人员还分析了不同液体粘度下,小E具体的运动特点,这对未来应用到人体复杂的体液环境提供了数据支撑。
更多相关的数据和理论依据参考原论文出处:
http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau1532
真是由于这些特殊的成分和结构,使的小E能够适应他们正在流过的流体的特性。例如,如果它们遇到粘度或渗透浓度的变化,它们会改变它们的形状以保持其速度和机动性而不会失去对运动方向的控制,以便它可以轻松地穿过密集,粘稠或快速移动的流体。小E通过自动变形为最有效的形状,极大地提高了其应用的范围。
如果说,传统纳米机器人的出现为机器人小型化提供了技术方案,那么小E的出现就将这个方案提高到了智能化的层面。感觉就如同多年前的NOKIA手机和现在遍布全球的智能手机之间的差别。
你有没有想在自己的身体里植入一些纳米机器人呢?