受穿山甲啟發(fā)，一款深入人體內(nèi)治療的醫(yī)療機器人誕生了

不受束縛的磁性微型軟機器人能夠進入難以到達的區(qū)域，可以實現(xiàn)安全、破壞性和微創(chuàng)的醫(yī)療程序，然而，軟體限制了非磁性外部刺激源在機器人上的集成，從而限制了此類機器人的功能。最近，在《自然通訊》中發(fā)表了一篇論文，研究人員受穿山甲啟發(fā)開發(fā)磁控軟體醫(yī)療機器人。

穿山甲是一種迷人的生物，這種動物看起來像一個行走的松果，因為它是唯一一種全身覆蓋著堅硬鱗片的哺乳動物。穿山甲的鱗片由角蛋白制成，就像我們的頭發(fā)和指甲一樣，這些鱗片重疊并直接連接到下面的軟皮膚層，可以在他們遇到危險的時候蜷縮成一團。

斯圖加特馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所物理智能部的研究人員對穿山甲如何瞬間卷起鱗片覆蓋的身體特別著迷，并且受其啟發(fā)，建立以動物結(jié)構為模型的柔性機器人。該機器人可以像穿山甲一樣，一眨眼變成一個球體，并且還有散發(fā)熱量等附加功能，在必要的時候可以發(fā)揮一些其他作用。

研究團隊提出了這樣的一個方案：設計一個長度不超過2CM的機器人，機器人由兩層聚合物材質(zhì)的軟層組成，上面布滿了小磁性顆粒，第二層是一些硬質(zhì)的組件，由排列的金屬制作而成。這種方案制作出來的機器人盡管帶有金屬部件，但他整體仍然是柔軟且靈活的，可以安全地應用在人體內(nèi)。

根據(jù)設計，機器人暴露在低頻磁場中時，研究人員可以將機器人卷起并隨意前后移動，金屬部件像動物的鱗片一樣突出，避免傷害周圍的任何組織，卷起來的機器人可以運送藥物等顆粒，例如我們需要穿過消化系統(tǒng)等地方時，這種柔性小機器人就可以幫上忙了。

當機器人暴露在高頻磁場中時，內(nèi)部的金屬溫度會升至 70°C 以上，這種溫度能用于多種醫(yī)療程序，例如治療血栓、止血和去除腫瘤組織。機器人可以自由移動至病癥處，可以到達一些目前儀器難以到達的地方，大大提升了治療的安全性及普遍性，因此，穿山甲機器人在醫(yī)用行業(yè)被廣泛看好。

研究團隊使用動物內(nèi)臟對該機器人進行了胃腸道的醫(yī)療測試，將50 μm厚鋁鱗片且重疊率為 50% 的機器人裝入標準尺寸的“0”明膠膠囊中進行口服給藥，這樣可以將這些機器人非侵入性地部署在難以到達的曲折區(qū)域，例如小腸，而使用內(nèi)窺鏡檢查或結(jié)腸鏡檢查等既定技術很難進入小腸，結(jié)論是，機器人可以通過焦耳加熱或滯后損耗兩種機制使用交變磁場或射頻場實現(xiàn)加熱。

研發(fā)團隊表達了對穿山甲機器人未來的寄望：“有一天，它可以以一種微創(chuàng)且溫和的方式到達身體最狹窄和最敏感的區(qū)域，并根據(jù)需要散發(fā)熱量。”