洛桑理工學(xué)院（EPFL）的Selman Sakar領(lǐng)導(dǎo)一隊(duì)科學(xué)家，從細(xì)菌中汲取靈感，設(shè)計(jì)出具有高度靈活性的智能生物相容性微型機(jī)器人。這些裝置能在液體中游泳，并根據(jù)環(huán)境改變形狀，因此，它們可以通過(guò)狹窄的血管和復(fù)雜的組織系統(tǒng)，而不會(huì)影響其速度或機(jī)動(dòng)性。這些裝置由磁性納米顆粒水凝膠納米復(fù)合材料組成，可以通過(guò)電磁場(chǎng)控制它們。

《Science Advances》論文闡述了科學(xué)家們?yōu)樵摍C(jī)器人的形狀“編程”所開發(fā)的方法，如此，它才得以很容易地通過(guò)致密、粘性或快速流動(dòng)的流體。

體現(xiàn)智能

當(dāng)我們想到機(jī)器人，我們通常會(huì)想到復(fù)雜的電子系統(tǒng)、傳感器、電池和執(zhí)行器的大型機(jī)器，但是，微觀尺度上的機(jī)器人是完全不同的。

制造微型機(jī)器人存在一系列挑戰(zhàn)，科學(xué)家利用折紙折疊方法解決了這些問題。他們?yōu)檫@種新穎的運(yùn)動(dòng)方式植入了嵌入式智能，這是對(duì)嵌入式電子系統(tǒng)執(zhí)行的經(jīng)典計(jì)算范式的替代品?！拔覀兊臋C(jī)器人有一個(gè)特殊的組成和結(jié)構(gòu)，使它們能夠適應(yīng)所處的移動(dòng)的流體，例如，如果它遇到粘度或滲透濃度變化，它就會(huì)改變形狀以保持速度和機(jī)動(dòng)性，而不會(huì)失去對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的控制，”Sakar說(shuō)。

這些變形可預(yù)先編程，以便在不使用笨重的傳感器或執(zhí)行器的情況下最大限度地提高性能。機(jī)器人既可以使用電磁場(chǎng)控制，也可以利用流體流動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)航。不管怎樣，它都會(huì)自動(dòng)變形成最有利的形狀。

靈感來(lái)自大自然

“大自然進(jìn)化出許多微生物，它們隨著環(huán)境條件變化而改變形狀，這一基本原則啟發(fā)了我們的微型機(jī)器人設(shè)計(jì)，”Nelson說(shuō)?！拔覀兠媾R的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是開發(fā)能夠描述我們所需形狀的物理學(xué)，然后將其與新的制造技術(shù)結(jié)合起來(lái)?！背颂峁└叩男?，這些微型機(jī)器人成本還不貴，目前研究小組正在致力于改善它們?cè)谌梭w復(fù)雜體液系統(tǒng)內(nèi)的游泳性能。

原文檢索：H.-W. Huang, B.J. Nelson, F.E. Uslu, M.S. Sakar, P. Katsamba, E. Lauga, Adaptive locomotion of artificial microswimmers, Science Advances

來(lái)源：生物通