哈佛毫米級(jí)微型機(jī)器人有望進(jìn)入人體進(jìn)行治療

　　近日，哈佛大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在機(jī)器人領(lǐng)域取得了重大突破，借助全新的制造技術(shù)創(chuàng)造出一個(gè)微型蜘蛛機(jī)器人，今后有望應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。這些“蜘蛛”有一天會(huì)爬進(jìn)你的體內(nèi)，幫助修復(fù)組織或破壞腫瘤。該團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅有效減少侵入性外科手術(shù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域做出重大改變，還可以從工業(yè)設(shè)施的維護(hù)到拯救災(zāi)民等各方面產(chǎn)生影響。

　　到目前為止，大多數(shù)先進(jìn)的小型機(jī)器人都采用某種特定的模式：它們均為厘米級(jí)機(jī)器人，通常只有一個(gè)自由度，這意味著它們只能促成一種特定的運(yùn)動(dòng)形狀或類(lèi)型的變化。由Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering(哈佛大學(xué)威斯生物啟發(fā)工程研究所)，(以下簡(jiǎn)稱(chēng)威斯研究所，簡(jiǎn)稱(chēng)威斯研究所)、John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)和波士頓大學(xué)的科學(xué)家聯(lián)合研發(fā)的這款新型機(jī)器人并非如此。新型蜘蛛機(jī)器人為毫米級(jí)別，且由柔性材料制成，易于借助氣動(dòng)和液壓動(dòng)力移動(dòng)，因此，該機(jī)器人具有前所未有的18個(gè)自由度。

　　相比其他同類(lèi)產(chǎn)品，此款蜘蛛機(jī)器人更加小巧、靈活——對(duì)研發(fā)能在人體內(nèi)進(jìn)行相關(guān)操作的機(jī)器人的過(guò)程而言，這無(wú)疑是里程碑式的一步。

　　工程師表示新技術(shù)MORPH是Microfluidic Origami for Reconfigurable Pneumatic / Hydraulic的首字母縮寫(xiě)。使用這項(xiàng)全新的技術(shù)制造蜘蛛或其他機(jī)器人生物的過(guò)程，主要涉及三種不同的技術(shù)。首先，利用微型激光切割出12層材料，相互粘合形成蜘蛛的身體和手臂。其次，借助軟光刻技術(shù)在這些層內(nèi)繪制了一個(gè)復(fù)雜的微觀通道網(wǎng)絡(luò);在感知到氣動(dòng)或液壓動(dòng)力時(shí)，這些微型“脈絡(luò)”可促成蜘蛛的移動(dòng)。最后，。為了達(dá)到其最終形狀，這些微流體通道中的一些通過(guò)可固化樹(shù)脂加壓。當(dāng)用來(lái)自外部的UV光照射時(shí)，樹(shù)脂硬化并使較軟的層永久地彎曲成所需的形狀。

　　根據(jù)該研究的作者之一希拉·魯索(Sheila Russo)的說(shuō)法，他們的“小怪物”蜘蛛可以改變自身的結(jié)構(gòu)，可移動(dòng)，甚至可以改變顏色。此毫米級(jí)蜘蛛機(jī)器人外形色彩多樣，其肢體能夠借助水或者酒精來(lái)驅(qū)動(dòng)并模擬澳大利亞孔雀蜘蛛的表現(xiàn)。

　　雖然對(duì)這款機(jī)器人的表現(xiàn)很有自信，波士頓大學(xué)的助理教授兼創(chuàng)造者之一的Tommaso Ranzani表示，它目前的形式并非針對(duì)醫(yī)療應(yīng)用而設(shè)計(jì)，更像是一種能力的展示。他在郵件中提到：“我們相信軟體機(jī)器人在減少風(fēng)險(xiǎn)、進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)任務(wù)方面有著巨大的潛力?；蛟S在將來(lái)的某一天，這些軟體機(jī)器人會(huì)替代傳統(tǒng)手術(shù)工具，一躍成為“操縱、與身體最脆弱組織(例如靜脈、動(dòng)脈甚至神經(jīng))相互作用”的理想選擇。他們還可以服用藥物或做或組織檢查。

　　但Ranzani認(rèn)為類(lèi)似的微型機(jī)器人也有可能對(duì)環(huán)境有所幫助，可用于維護(hù)工業(yè)設(shè)施，甚至協(xié)助太空探索。他表示：“‘蜘蛛機(jī)器人’是軟體機(jī)器人研發(fā)道路上的第一項(xiàng)成果。我們相信它將會(huì)推進(jìn)新一代微型軟體機(jī)器人的發(fā)展，新一代機(jī)器人將借助其微型、可變形、彈性的外觀，探索高度非結(jié)構(gòu)化、復(fù)雜的環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于人體內(nèi)部對(duì)組織進(jìn)行安全、精細(xì)的操作，以執(zhí)行搜索、搶救等醫(yī)療任務(wù)?！?/p>

　　想象一下，未來(lái)某一天，一大群機(jī)器人在清理火箭發(fā)動(dòng)機(jī)并固定微型飛行器，或在被地震摧毀的建筑物中尋找幸存者并提供急救——甚至只是進(jìn)行一次清理以清除人體內(nèi)堵塞的動(dòng)脈。多么神奇的畫(huà)面啊，相信大家對(duì)這款蜘蛛機(jī)器人的期待值已經(jīng)爆表了。