@ 2018.10.05 , 16:00

受人类小蝌蚪启发的微型机器人

受人类小蝌蚪启发的微型机器人

英国的科学家为了制造出终极游泳机器人而将目光转向了人类谦虚的小蝌蚪。

这些只有跳蚤大小的机器人由一个微型有磁力的头部和弯曲有弹性的尾部组成,它的外形和游动起来的样子和人类小蝌蚪差不多,但是有一些巨大的差异:这些机器人由不断移动的电磁流导向,由外部的科学家控制。而且还有一个:它们不会让人怀孕。

据英国埃克塞特大学的学者Feodor Ogrin所说,像这样的机器精子能够为人类患者提供一种廉价、有效的给药系统样板。

“终有一天,这种机器人能在血管中穿梭来为正确的人体部位直接给药,”Ogrin在一项声明中说道,“开发这项技术能够彻底改变我们治疗的方式。”

设计以人类精子为蓝图的游泳机器人的想法已经在先前的几项研究中进行过了验证,但是Ogrin和他的同事相信他们已经想出了一个廉价的设计方案(机器人的尾部可以使用简单的3D打印模具制造)以及完美的头尾比例。

在他们的新研究中,埃克塞特的科学家团队制造出了几个游泳机器人的原型机,尾部从1毫米到12毫米长不等。研究团队将它们放在了不同粘稠度的液体中,然后用不同强度的电磁流进行引导。就像精子摇动着尾部(或者说是“鞭毛”)推动自己向前一样,这些磁力机器人摇动着自己的尾巴跟随着电流。最终,研究人员发现尾部4毫米长的机器人行动最迅速而且最好控制。

解决了动力学最完美的尾部问题,这支团队又验证了第二项假设:如果这些精子般的小机器人被固定在一个狭窄的通道中(比如说动脉),它们能够使用尾部的动作来推动液体穿过这个通道么?为了找到问题的答案,这些研究人员将机器人固定在了培养皿内一个小的矩形槽一端的柱子上,然后在培养皿中放满液体。果然不出所料,当团队打开电磁流来刺激机器人的时候,它的尾部摆动很强力,足够不断地推着液体穿过凹槽。

这对全世界由精子启发的机器人狂热者来说是一个天大的好消息。研究人员写说下一步会将机器人做的更小。虽然4毫米长的机器人完全能够穿过成人直径25毫米的动脉,但根据“”The Oxford Companion to The Body,许多人类的毛细血管只有8微米宽——比动脉小上3000倍,比目前的精器人要小上500倍。人类小蝌蚪的平均长度只有50微米,看来我们能从它身上学到的东西仍有很多啊。

本文译自 livescience,由译者 Diehard 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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