英國(guó)《自然·通訊》雜志14日發(fā)表的一篇論文展示了一個(gè)毫米級(jí)的折紙機(jī)器人，其可利用磁鐵和折紙折疊的方式進(jìn)行多方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。該機(jī)器人水陸兩用，能夠在多種環(huán)境中移動(dòng)并執(zhí)行任務(wù)，包括受控的液體藥物遞送和定向固體貨物運(yùn)輸。
無(wú)線毫米級(jí)折紙機(jī)器人有望執(zhí)行各種任務(wù)，還具有生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛能。但現(xiàn)有的折紙機(jī)器人需要復(fù)雜系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其多功能性，而且這些機(jī)器人的運(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)。
美國(guó)斯坦福大學(xué)科學(xué)家趙芮可及同事此次開(kāi)發(fā)了一種可轉(zhuǎn)動(dòng)的無(wú)線水陸兩用毫米機(jī)器人。這個(gè)機(jī)器人截面直徑7.8毫米，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。機(jī)器人利用“Kresling”折紙的折疊/展開(kāi)能力進(jìn)行滾動(dòng)、翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)。
此外，毫米機(jī)器人的折疊/展開(kāi)性質(zhì)還使其能夠進(jìn)行泵送，從而能遞送液體藥物。研究人員強(qiáng)調(diào)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)作提供了一種吸附機(jī)制，因而還能幫助運(yùn)送貨物。
在演示中，該機(jī)器人就像是一個(gè)構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)優(yōu)雅的裝置，能夠快速穿過(guò)器官光滑或不平坦的表面并在體液中游動(dòng)，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)。
團(tuán)隊(duì)表示，這種特殊的兩棲機(jī)器人的開(kāi)創(chuàng)性在于它超越了大多數(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)。
研究人員下一步會(huì)繼續(xù)將各種新穎的智能材料和結(jié)構(gòu)組合成獨(dú)特的設(shè)計(jì)，以形成新的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，他們還計(jì)劃繼續(xù)縮小機(jī)器人規(guī)模，從而進(jìn)一步展開(kāi)微尺度研究。他們認(rèn)為，毫米機(jī)器人最終可能作為一種微創(chuàng)裝置，切實(shí)服務(wù)于醫(yī)療診斷和治療。
折紙機(jī)器人，一種可以變形的機(jī)器人，能行走，能轉(zhuǎn)彎，能在合適的時(shí)候從扁平狀態(tài)成為站立狀態(tài)。此次斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種可以旋轉(zhuǎn)的機(jī)器人，由折紙的折疊/展開(kāi)能力進(jìn)行滾動(dòng)、翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)。同樣的折疊展開(kāi)，還能完成藥物泵送的操作。這種折疊機(jī)器人結(jié)構(gòu)精巧、步態(tài)靈活、陸水兩棲，可以迅速地去往不同地方，還能搭載不同物體，也是理想的治療載體。未來(lái)，如果能進(jìn)一步縮小機(jī)器人的體積，它也能夠很好地用于微尺度生物醫(yī)學(xué)研究，進(jìn)入人體，發(fā)揮大作用。
責(zé)任編輯：宋清
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