微型機器人有望進入人體進行精準醫療

　　近日，哈佛大學的一個研究團隊在機器人領域取得了重大突破，借助全新的制造技術創造出一個微型蜘蛛機器人，今后有望應用于醫學領域。該團隊的創新設計不僅有效減少侵入性外科手術，在醫學領域做出重大改變，還可以從工業設施的維護到拯救災民等各方面產生影響。

　　到目前為止，大多數先進的小型機器人都采用某種特定的模式：它們均為厘米級機器人，通常只有一個自由度，這意味著它們只能促成一種特定的運動形狀或類型的變化。由Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering(哈佛大學威斯生物啟發工程研究所)、John A. Paulson工程與應用科學學院(SEAS)和波士頓大學的科學家聯合研發的這款新型機器人并非如此。新型蜘蛛機器人為毫米級別，且由柔性材料制成，易于借助氣動和液壓動力移動，因此，該機器人具有前所未有的18個自由度。

　　相比其他同類產品，此款蜘蛛機器人更加小巧、靈活——對研發能在人體內進行相關操作的機器人的過程而言，這無疑是里程碑式的一步。

　　使用這項全新的技術制造蜘蛛或其他機器人生物的過程，主要涉及三種不同的技術。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，借助軟光刻技術在這些層內繪制了一個復雜的微觀通道網絡;在感知到氣動或液壓動力時，這些微型“脈絡”可促成蜘蛛的移動。最后，為了達到其最終形狀，這些微流體通道中的一些通過可固化樹脂加壓。當用來自外部的UV光照射時，樹脂硬化并使較軟的層永久地彎曲成所需的形狀。

　　根據該研究的作者之一希拉·魯索(Sheila Russo)的說法，他們的“小怪物”蜘蛛可以改變自身的結構，可移動，甚至可以改變顏色。此毫米級蜘蛛機器人外形色彩多樣，其肢體能夠借助水或者酒精來驅動并模擬澳大利亞孔雀蜘蛛的表現。

　　雖然對這款機器人的表現很有自信，波士頓大學的助理教授兼創造者之一的Tommaso Ranzani表示，它目前的形式并非針對醫療應用而設計，更像是一種能力的展示。他在郵件中提到：“我們相信軟體機器人在減少風險、進行微創手術任務方面有著巨大的潛力。或許在將來的某一天，這些軟體機器人會替代傳統手術工具，一躍成為‘操縱、與身體最脆弱組織(例如靜脈、動脈甚至神經)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認為類似的微型機器人也有可能對環境有所幫助，可用于維護工業設施，甚至協助太空探索。他表示：“‘蜘蛛機器人’是軟體機器人研發道路上的第一項成果。我們相信它將會推進新一代微型軟體機器人的發展，新一代機器人將借助其微型、可變形、彈性的外觀，探索高度非結構化、復雜的環境，被廣泛應用于人體內部對組織進行安全、精細的操作，以執行搜索、搶救等醫療任務。”

　　想象一下，未來某一天，一大群機器人在清理火箭發動機并固定微型飛行器，或在被地震摧毀的建筑物中尋找幸存者并提供急救——甚至只是進行一次清理以清除人體內堵塞的動脈。多么神奇的畫面啊，相信大家對這款蜘蛛機器人的期待值已經爆表了。

　　未來醫療：微型機器人助力精準醫療

　　今年年初，Diller的團隊有了一項突破：他們制作出了一毫米的機器人。此款機器人有兩只手臂，并且能夠通過磁場控制，因此它能夠在生物體內搭橋。Diller表示微型機器人不只是在運輸藥物方面大有作為，它們也能修復我們的血管和器官。

　　肌肉機器人

　　微型機器人有兩種輸送藥物的方式，一是攜帶藥物袋至體內特定部位，然后通過變形打開藥物袋。二是把機器人的橡膠體設計成海綿狀，先浸吸藥物，達到目的地后通過自身變形，擠壓釋放藥物，從而達到精準醫療的目的。