利用磁場遠程操控軟性機器人,這項黑科技將協助藥物輸送到體內

2020-12-04 獵雲網

【獵雲網(微信號:ilieyun)】4月5日報導(編譯:蔡怡然)

近年來,軟性機器人領域受到了越來越多的關注,這是因為剛性機器人在空間的探索中有一定的不足,而軟性機器人的出現恰好彌補了這一不足。最近, 北卡羅萊納州州立大學的科學家團隊就設定了這樣的一個空間環境,他們可以在其中利用磁場來控制仿生機器人。

該團隊在本周早些時候發表的一篇論文中著重提到了使用磁場來控制小型軟性機器人預設運動的具體方式,並指出這項技術很可能被應用於包括各類生物醫學應用在內的不同領域,比如可以遠程控制嵌入式泵將藥物輸送到人體中。

這個團隊所做的工作意味著機器人的運動是可以遠程操控的。傳統的軟性機器人需要通過對其氣囊進行充氣或者放氣來觸發機械手的某些動作。與傳統的軟性機器人相比,這項技術不再需要將機器人固定在一定範圍內或是連接電源或者空氣泵。

「我們將磁鏈嵌入這些聚合物之中,當它們處於磁場中時,磁場就會產生一種扭矩,迫使磁鏈和磁場的方向保持一致。」副教授Joe Tracy說道,「所以,如果這款聚合物可以彎曲,那麼磁鏈和磁場共同作用而產生的扭矩就能夠讓它彎曲。」

雖然這些機器人的設計很簡單,但只要在其中嵌入磁性粒子,科學家們就能夠讓它們完成一些相對複雜的工作。有一個視頻拍了下了這項技術的工作過程,看上去十分的不同尋常。當科學家將磁場施加於一個可摺疊的軟性機器人上時,它會被壓平或者變成其它形狀。這不免讓人想到那些憑藉「神秘力量」到處移動的細菌。

一談到軟體機器人,那些對這個領域十分熟悉的人們一定會想到哈佛大學George Whiteside研究小組發明的多步態機器人,還有北卡萊羅納州立大學從大自然中獲取靈感而打造的章魚仿生機器人。

Tracy說:「這些軟性機器人背後的一個核心的元素就是『仿生』。我們研究了植物和動物的運作方式,其中大部分都是依靠軟性材料。我們整個領域的發展也正是通過這種模仿自然以及自然結構的方式實現的。」

軟性機器人比起傳統機器人來說有很多的內在優勢:它們更便宜、更柔韌,而且比起那些十分堅硬的「前輩們」,軟性機器人在與人類的互動中會具有更高的安全性。

而這支團隊打造的軟性機器人將原本簡單的概念又進一步簡化,最大限度地精簡機器人的設計,但同時又讓它有能力舉起自身重量50倍的物體。這個機器人整個擴展、壓縮和工作的過程就像一個臨時泵一樣。

目前,每個機器人只能完成單一的任務,但這些軟性機器人的優勢就在於人們可以裡利用它們柔韌、易彎折的特徵讓它們執行各種不同的任務。不管怎樣,現階段,科學家們已經可以根據磁場來改變這些機器人的反應強度和方向。

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