智能微型变形机器人——未来患病组织吸收药物的搬运工

有一天，我们可以通过微型机器人直接将药物输送到患病组织，这要归功于EPFL和苏黎世联邦理工学院的研究。

EPFL和苏黎世联邦理工学院的科学家小组从细菌中汲取灵感，设计出高度灵活的智能，生物相容的微型机器人，可以根据周围环境改变形状。因为这些装置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。它们由含有磁性纳米颗粒的水凝胶纳米复合材料制成，允许通过电磁场控制它们。这些机器人以细菌和完全生物相容性为模型，优化其运动，以便到达难以到达的人体区域。他们有望彻底改变有针对性的药物输送。

在科学进展中出现的一篇文章中，科学家描述了他们开发的用于“编程”机器人形状的方法，以便它可以轻松地穿过密集，粘稠或快速移动的流体。当我们想到机器人时，我们通常会想到配备复杂系统的电子设备，传感器，电池和执行器的笨重机器。但在微观尺度上，机器人完全不同。

制造小型机器人带来了许多挑战，科学家们使用基于折纸的折叠方法解决了这些挑战。他们的新颖的运动策略采用了具体的智能，这是嵌入式电子系统执行的经典计算范式的替代。“我们的机器人具有特殊的成分和结构，使它们能够适应它们流过的流体的特性。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无需失去对运动方向的控制。”萨卡尔说。

这些变形可以预先“编程”，以便在不使用笨重的传感器或制动器的情况下最大化性能。机器人可以使用电磁场控制，或者通过利用流体流动使其自身通过空腔导航。无论哪种方式，它们都会自动变形为最有效的形状。

研发是受大自然的启发：“随着环境条件的变化，大自然已经形成了大量的微生物。这个基本原理激发了我们的微机器人设计。我们面临的主要挑战是开发物理学，描述我们感兴趣的变化类型，然后整合这与新的制造技术。“尼尔森说。除了提供增强的效率之外，这些小型软机器人还可以以合理的成本轻松制造。目前，该研究小组正致力于提高其在复杂液体里的性能，例如人体内的复杂液体。