告別打針吃藥，以後你生的病都被機器人承包了

科技 01-29

說起機器人（robot），你可能會想到美國波士頓動力公司的那條踹不倒還想方設法從實驗室里「逃走」的機器狗。

或者是日本軟銀（SoftBank）公司旗下，經過改造後能夠敲鑼打鼓、念佛誦經的機器人 Pepper。

抑或是眾多影視作品當中那些「覺醒」之後永遠與人類為敵的機器人等等。

《終結者 2》

以上這些機器人雖說形態各異，但你也能一眼就能知道它們大概能用來幹什麼，然而下面這個在試管里蠕動的機器人，你可能就未必知道了。

其實這是由瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）與蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）聯合研發的微型機器人，可以在人體血管及其他身體組織系統中「游泳」，並遞送藥物至人體內的一些特殊區域或者清除血管中的阻塞物。

雖說游泳聽上去輕鬆寫意，但要想在血管中「游泳」其實並不簡單。

科學家表示這個微型機器人的設計靈感來源於自然界中的一種名為布氏錐蟲（Trypanosoma brucei）的微生物，這種微生物依靠鞭毛進入宿主的血液並在其中遊動。

不同形態的微型機器人，圖自：EPFL

具體而言，這個微型機器人的尾部同樣配備了一條「鞭毛」，而為了在人體體內暢通無阻，微型機器人還使用了與生物相容性較好的水凝膠與磁性的納米顆粒。

從上圖就可以看出，微型機器人的表面被摺疊了起來，可以呈現不同的形態，以便穿過一些不易穿過的彎折處。而且因為其受磁性的影響，科學家們可以輕鬆通過電磁場在體外對其進行控制、驅動其進行移動。

圖自：EPFL

當然，該微型機器人的移動還被設計有一定的自主性：它能夠根據周圍的環境自主選擇改變成為最有效的工作形狀。比如科學家就發現處在螺旋狀時就更適合穿過更加粘稠的液體，而管狀則更容易在低粘度液體中通過，而研究團隊為了達成這樣的形態切換，蔗糖濃度的高低就被設計成了自動觸發的條件。

EPFL 首席研究員 Selman Sakar 總結說：

我們的機器人具有特殊的成分和結構，可以讓它們適應它們所經過的液體的特性。如果它們遇到粘度或滲透濃度的變化，它們會改變自己的形狀以保持速度及機動性，同時不失去對運動方向的控制。

圖自：EPFL

說了這麼多原理，那麼這樣能穿梭在身體內部的微型機器人到底能發揮多大的功效呢？

首先自然是提升藥物的藥效。

對於傳統的打針或者口服藥物來說，在經過了人體內循環最終到達病原處時，藥物的損耗必然已經相當大了，因此打針/口服藥物的劑量必定大於實際所需的劑量。而且俗話說「是葯三分毒」，許多藥物的說明書上也會明確標註有伴隨服用藥物而來的不良反應，所以直接將藥物送到疾病的根源處能夠獲得最大的藥效以及最小的副作用。

圖自：EPFL / ETHZ

其次，微型機器人還展示出了在無創手術上的潛力。

對於患有嚴重疾病的病人尤其是老年人來說，大手術雖然會帶來極大的創傷與極高的風險，但往往是唯一的選擇，而微型機器人或許將成為一種避免大手術的方法：今後只需要輸送一批機器人進入疾病部位就能讓醫生通過遠程控制執行手術。此外，這一批機器人或許還能作為身體里的常駐巡邏部隊，隨時在源頭上消滅體內發生的病變。

可以說在這樣的微型機器人的幫助下，疾病帶給人類的痛苦將有望大大減少。

當然，微型機器人既然能攜帶藥物進入血管，自然也能進入其他人類無法輕易進入的地方。

像是在去年羅爾斯·羅伊斯（Rolls-Royce）公司與美國哈佛大學及英國諾丁漢大學就聯合研發了一款直徑僅為 10 毫米的微型「蟑螂」機器人，配備了 3D 掃描儀及攝像頭的它能夠爬到飛機發動機里，在不拆開引擎蓋的情況下就能幫助維修人員了解其內部的損壞情況，使整個維修流程從 5 個小時縮短至 5 分鐘，極大提升效率並降低成本。