滑鐵盧大學(xué)的一組工程師開(kāi)發(fā)了一種微型機(jī)器人，最終可以幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)。該機(jī)器人的靈感來(lái)自于壁虎的抓握能力和尺蠖的高效運(yùn)動(dòng)能力。

該研究發(fā)表在Cell Reports Physical Science上。

操縱紫外線和磁力

該機(jī)器人使用紫外線 (UV) 光和磁力在任何表面上移動(dòng)，包括攀爬墻壁和穿過(guò)天花板。它是同類產(chǎn)品中第一款不需要連接外部電源的軟體機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和多功能性。由于這些特性，該機(jī)器人可用于協(xié)助外科醫(yī)生和搜索難以進(jìn)入的地方。

趙博新博士是化學(xué)工程教授。

“這項(xiàng)工作是整體軟體機(jī)器人首次在倒置表面上攀爬，推進(jìn)了最先進(jìn)的軟體機(jī)器人創(chuàng)新，”他說(shuō)。“我們對(duì)它的潛力持樂(lè)觀態(tài)度，在幾個(gè)不同的領(lǐng)域有更多的發(fā)展。”

該團(tuán)隊(duì)以激發(fā)其設(shè)計(jì)靈感的生物命名機(jī)器人 GeiwBot。它由一種智能材料制成，可以在分子水平上進(jìn)行改變，以模仿壁虎如何在腳上附著和分離它們強(qiáng)大的抓手。

創(chuàng)建微型機(jī)器人

該機(jī)器人的長(zhǎng)度僅為 4 厘米，寬度為 3 毫米，厚度為 1 毫米，無(wú)需電源即可攀爬垂直墻壁和穿越天花板。該機(jī)器人是使用液晶彈性體和合成粘合墊制成的。它采用光敏聚合物條，模仿尺蠖的拱形和伸展運(yùn)動(dòng)，而兩端的壁虎式磁墊提供抓握能力。

Zhao 還是滑鐵盧大學(xué)納米技術(shù)基金會(huì)主席。

趙說(shuō)：“盡管仍有一些限制需要克服，但這一發(fā)展代表了將仿生學(xué)和智能材料用于軟機(jī)器人的一個(gè)重要里程碑。”“大自然是靈感的重要來(lái)源，納米技術(shù)是應(yīng)用其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的令人興奮的方式。”

通過(guò)開(kāi)發(fā)不受束縛的軟體機(jī)器人，研究人員正在為通過(guò)在人體內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的潛在手術(shù)應(yīng)用鋪平道路。他們還幫助創(chuàng)造可用于在救援行動(dòng)期間在危險(xiǎn)或難以到達(dá)的地方進(jìn)行感應(yīng)或搜索的技術(shù)。

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在將著眼于開(kāi)發(fā)一種僅由光驅(qū)動(dòng)且不需要磁場(chǎng)的攀爬軟體機(jī)器人。該機(jī)器人還將使用近紅外輻射代替紫外線，從而提高生物相容性。