文|陳根

提起機(jī)器人，我們腦海中可能會(huì)浮現(xiàn)出一些龐然大物，它們笨重地完成一次又一次的重復(fù)性工作。但是，在機(jī)器人的世界中，還有一類(lèi)特別小且非常靈活的微型機(jī)器人。微型機(jī)器人被認(rèn)為是21世紀(jì)醫(yī)用機(jī)器人領(lǐng)域的尖端技術(shù)之一，其最大優(yōu)勢(shì)在于對(duì)作業(yè)對(duì)象和環(huán)境幾乎不產(chǎn)生破壞和干擾。

微型機(jī)器人應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的診療，不僅提高了診斷的可靠性、真實(shí)性，而且由于微機(jī)電系統(tǒng)本身的微小尺寸、高度智能，極大地減少了病人的痛苦。此外，在非結(jié)構(gòu)環(huán)境的狹小空間作業(yè)，比如膠囊內(nèi)窺鏡，具有侵入性小、沒(méi)有毒副作用、微創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，并可以進(jìn)行主動(dòng)控制，或加載成像裝置。

然而，在微型機(jī)器人中，現(xiàn)有的折紙機(jī)器人不但需要復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能性，而且其運(yùn)動(dòng)模式有限，無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)在陸地和水中的移動(dòng)。近日，斯坦福大學(xué)的研究人員解決了這一問(wèn)題，他們研發(fā)出了一種新型無(wú)線折紙機(jī)器人，該機(jī)器人僅7.8毫米，可實(shí)現(xiàn)水陸兩棲。

該機(jī)器人由Kresling折紙(三角構(gòu)成的空心圓柱體)樣式和附著的磁鐵盤(pán)構(gòu)成。由于Kresling折紙的折疊以及展開(kāi)功能，該機(jī)器人能夠進(jìn)行滾動(dòng)、翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)。此外，折紙性質(zhì)還使其能夠進(jìn)行泵送，完成液體藥物的遞送。

值得一提的是，這個(gè)機(jī)器人截面直徑僅有 7.8 毫米，無(wú)論是在水上、水面和水下，都可以正常工作。換句話說(shuō)，該機(jī)器人水陸兩棲。在演示中，機(jī)器人能夠快速穿過(guò)光滑器官或不平坦的體液表面，在運(yùn)輸液體藥物的同時(shí)，以無(wú)線方式推進(jìn)自身行進(jìn)，其旋轉(zhuǎn)動(dòng)作還提供了一種吸附機(jī)制可用于運(yùn)送貨物。

不同于傳統(tǒng)折紙機(jī)器人，該特殊的兩棲機(jī)器人超越了大多數(shù)折紙機(jī)器人的設(shè)計(jì)——其僅利用折紙的可折疊性，就可控制機(jī)器人的變形和移動(dòng)。未來(lái)，研究人員打算利用智能材料和該機(jī)器人結(jié)合，以形成新的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。

未來(lái)，希望該機(jī)器人能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大放異彩。目前，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在了《自然 - 通訊》Nature Communications上。