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受人類小蝌蚪啟發的微型機器人

受人類小蝌蚪啟發的微型機器人


英國的科學家為了製造出終極游泳機器人而將目光轉向了人類謙虛的小蝌蚪。


這些只有跳蚤大小的機器人由一個微型有磁力的頭部和彎曲有彈性的尾部組成,它的外形和遊動起來的樣子和人類小蝌蚪差不多,但是有一些巨大的差異:這些機器人由不斷移動的電磁流導向,由外部的科學家控制。而且還有一個:它們不會讓人懷孕。

據英國埃克塞特大學的學者Feodor Ogrin所說,像這樣的機器精子能夠為人類患者提供一種廉價、有效的給葯系統樣板。


「終有一天,這種機器人能在血管中穿梭來為正確的人體部位直接給葯,」Ogrin在一項聲明中說道,「開發這項技術能夠徹底改變我們治療的方式。」


設計以人類精子為藍圖的游泳機器人的想法已經在先前的幾項研究中進行過了驗證,但是Ogrin和他的同事相信他們已經想出了一個廉價的設計方案(機器人的尾部可以使用簡單的3D列印模具製造)以及完美的頭尾比例。


在他們的新研究中,埃克塞特的科學家團隊製造出了幾個游泳機器人的原型機,尾部從1毫米到12毫米長不等。研究團隊將它們放在了不同粘稠度的液體中,然後用不同強度的電磁流進行引導。就像精子搖動著尾部(或者說是「鞭毛」)推動自己向前一樣,這些磁力機器人搖動著自己的尾巴跟隨著電流。最終,研究人員發現尾部4毫米長的機器人行動最迅速而且最好控制。

解決了動力學最完美的尾部問題,這支團隊又驗證了第二項假設:如果這些精子般的小機器人被固定在一個狹窄的通道中(比如說動脈),它們能夠使用尾部的動作來推動液體穿過這個通道么?為了找到問題的答案,這些研究人員將機器人固定在了培養皿內一個小的矩形槽一端的柱子上,然後在培養皿中放滿液體。果然不出所料,當團隊打開電磁流來刺激機器人的時候,它的尾部擺動很強力,足夠不斷地推著液體穿過凹槽。


這對全世界由精子啟發的機器人狂熱者來說是一個天大的好消息。研究人員寫說下一步會將機器人做的更小。雖然4毫米長的機器人完全能夠穿過成人直徑25毫米的動脈,但根據「」The Oxford Companion to The Body,許多人類的毛細血管只有8微米寬——比動脈小上3000倍,比目前的精器人要小上500倍。人類小蝌蚪的平均長度只有50微米,看來我們能從它身上學到的東西仍有很多啊。


本文譯自 livescience,由譯者 Diehard 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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