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蚯蚓律動結合摺紙概念 微型機器人助靈活投藥

記者 俞璟瑤 報導
發佈時間:2022/09/07 13:46
最後更新時間:2022/09/07 13:46

科技研發不少靈感來自於自然生態,美國史丹佛大學的科學家,研發出一款能精準投藥的超迷你機器人,就是模仿蚯蚓的運動方式。結合摺紙結構打造出可夠伸縮的圓柱狀機器人,再利用磁場遠端操作,就能克服現在醫療器材不夠有彈性的困境,有助於打破現有的治療方式。
 
史丹佛大學機械工程助理教授趙芮可:「這元件用同樣的摺紙模式製作,每個元件都能實際摺疊,可以伸展開也可以縮回來,能透過彎折或扭曲跟其他物件相互作用。」

 
 
彩色的圓柱狀摺紙,看起來像是小朋友的勞作,但這是美國史丹佛大學醫學研究實驗室,新研發醫療器材的原始概念。利用克雷斯林摺紙結構,打造可以在醫療當中使用的機械手臂。靈感則是來自深海裡最聰明的這種動物,史丹佛的研究學者,借鏡章魚可以各種角度彎曲,伸縮自如的觸手,改善需要進入人體的器具。
 
史丹佛大學機械工程助理教授趙芮可:「目前的生物醫學器材的孕育過程很困難,因為器材很難進入氣管,而我們可以用磁力引導這個過程利用摺疊和伸展的方式,讓機器人可以在人體氣管裡自然前進。」
 
面對柔軟脆弱的人體,就應該研發靈活的微型機器人,來取代現有的醫療器具,牛津大學教授也看好這項新發明。
 
 
牛津大學教授湯瑪斯:「我們已經試驗超過一百年,但在我們人體當中進行專業醫療手術的方式始終沒變,還是需要開刀處理,但一定有其他更好的方式。」
 
利用數位列印,打造出可以彎折的生物科技塑膠,再把塑膠片像是折紙一樣摺疊起來,形成一個立體的圓柱。再把小巧的圓柱體加上磁力,就能利用磁性驅動的方式,控制這個小小圓柱機器人的活動
 
史丹佛大學機械工程助理教授趙芮可:「這個設計很棒的地方就是我們只需要用到一邊的磁場,但只要藉由改變磁場還有方向,我們就可以選擇性的控制,讓元件用我們想要的方式移動。」
 
圓柱機器人能靠磁力在身體裡面活動,模擬的其實就是在地上,一點都不起眼的蚯蚓。模仿類似蚯蚓的活動,就能在身體當中穿梭,在特定的部位施放藥劑,精準治療包括疼痛或是腫瘤等症狀。
 
史丹佛大學機械工程助理教授趙芮可:「同時我們能研發出有裝攝影機的機器人,這樣我們就能看到情況,可以看到裡面究竟有什麼東西,微型機器人系統還可以有很多不同的功能等待我們去開發。」
 
德國馬克斯普朗克研究所,之前也根據毛毛蟲的運動作為研發概念,研發出紙有4毫米大小的微型機器人。同樣利用磁力控制,
可以用兩端夾住物體,在人體當中搬運藥物。雖然這種為行機器人可以在身體中來去自如,但怎麼移除也是一大難題。
 
 
史丹佛大學機械工程助理教授趙芮可:「一種方式是我們可以研發可分解材料利用有生物相容性的材質,很安全,機器人可以在完成任務之後溶解。」
 
目前這些機器都還在試驗過程,包括進行動物實驗,短時間之內還很難應用在實際生活當中。但能夠輕鬆進入人體的機器人,完全跳脫以往傳統的方式,也讓醫療能有更多的可能性。

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#美國#運動#生活#治療

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