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机器人技术

微型微型机器人可以通过滚动穿越人体

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一分钱都可以在“ U”旁边看到Microrobot。 (图片来源:普渡大学/乔治·亚当)

普渡大学的工程师们已经开发出一种微型矩形机器人,该机器人能够在人体内部进行操作。这项新技术已在活体动物模型中进行了演示,使我们更接近利用机器人的力量来实现许多突破性应用,尤其是在医疗保健领域。 

这项新研究发表于 自然机器智能

通过后空翻在结肠中移动的机器人是一种毒品运输工具。诸如结肠之类的器官被认为是崎terrain的地形,部分解释了该技术的后空翻方面。这是体内翻滚微型机器人的首次演示。  

使用微型机器人运送药物的主要好处之一是,它可以命中确切的目标部位。通过这样做,机器人可以绕开药物可能与之相互作用的其他器官,从而引起诸如脱发和胃出血的副作用。 

微型机器人由外部磁场供电并无线控制。 

David Cappelleri是普渡大学机械工程学副教授。 

Cappelleri说:“当我们向这些机器人施加旋转的外部磁场时,它们的旋转就像汽车轮胎会在崎terrain的地形上行驶一样。” “磁场还可以安全地穿透不同类型的介质,这对于在人体中使用这些机器人非常重要。”

选择结肠是因为其易于进入的点以及其困难的环境。 

路易斯·索洛里奥(Luis Solorio)是普渡大学威尔登生物医学工程学院的助理教授。

“在结肠周围移动机器人就像在机场使用人行道可以更快地到达航站楼。地板不仅在移动,周围的人也在移动,” said Solorio.

“在结肠中,所有这些流体和材料都沿着路径行进,但是机器人朝相反的方向移动。它’只是不容易航行。”

恶劣的环境使机器人在其中的操作能力更加令人印象深刻

体内翻转磁性微型机器人

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实验

体内实验是在活老鼠的结肠中进行的,将它们置于麻醉下。首先将微型机器人放入盐溶液中,然后再将其插入小鼠体内,而超声波设备有助于实时观察其运动。 

研究人员还确定,由于动物与人之间的相似之处,微型机器人可以在猪中成功运行。 

Craig Goergen是普渡大学的Leslie A. Geddes生物医学工程副教授。 

微型机器人被荧光模拟药物覆盖,它能够在翻滚时成功地将药物携带到整个溶液中。 

“我们能够很好地控制释放药物有效载荷。这意味着我们可以潜在地将微型机器人操纵到体内某个位置,将其留在体内,然后让药物缓慢释放出来。而且由于微型机器人具有聚合物涂层,因此药物不会’在到达目标位置之前掉落,” Solorio said.

微型机器人由无毒且可生物降解的聚合物和金属制成。 

“从诊断的角度来看,这些微型机器人可以通过帮助收集组织来防止对微创结肠镜检查的需求。或者他们可以交付有效载荷而无需做准备工作’传统结肠镜检查所需要的” Goergen said.