FB体育 FB体育平台科技前沿应用最新动态（第286期）

　　澳大利亚一个生物医学工程师团队开发了一种小型柔性机器人，可用于直接在人体内3D打印生物材料，以期精简未来的医疗程序。 在3D生物打印过程中，人们利用活细胞和被称为“生物墨水”的其他天然组织打印出类似天然组织的结构，其目的是修复受损的器官或组织，以及破裂的血管。

　　在打印过程中使用活细胞可以使这些人造结构与人体自然融合，并继续生长。 目前，生物材料必须在体外制造，然后依靠侵入性手术将这些材料植入体内，这可能导致大量失血、感染和其他并发症。

　　该团队负责人杜清儒(音)说，这种名为F3DB的新设备将通过直接在人体内打印来消除这些并发症和风险。

　　以色列特拉维夫大学和以色列理工学院的研究人员合作开发了一种混合微型机器人，其大小相当于单个生物细胞（直径约10微米），可使用电和磁两种不同的机制进行控制和导航。

　　微型机器人能在生物样本中的不同细胞之间导航，区分不同类型的细胞，识别它们是健康的还是垂死的，然后运输所需的细胞进行遗传分析等进一步研究。该研究发表在新一期《先进科学》杂志上。

　　微型机器人还可将药物和/或基因转染到捕获的目标单细胞中。据研究人员称，这将有助于促进单细胞分析这一重要领域的研究，并可用于医学诊断、药物运输和筛查、手术和环境保护。

　　微型机器人的混合推进机制在生理环境中尤为重要。因为到目前为止，基于电气引导机构运行的微型机器人，在具有相对高导电性的环境中都是无效的，譬如说生物样本里。然而，在这一环境中能“按需航行”，恰恰对细胞遗传研究和给药治疗都有极大的助益。这就是本文介绍的互补磁机制发挥作用的地方，无论环境的电导率如何，它都非常有效。

　　近日，北卡罗来纳州立大学朱勇课题组提出了一种受毛毛虫启发的、具有多种爬行模式的高效软体爬行机器人。该机器人靠两种材料的不同热响应来驱动其身体发生弯曲。其中银纳米线制成的柔性加热器经过图案化之后可以独立加热不同的区域。

　　这一工作中，通过图案化的分布式加热器和可编程加热实现了机器人身体不同部位的温度和曲率的局部控制。在不同的曲率分布下，机器人的前端和后端与地面之间的摩擦力大小关系发生变化，从而实现了双向运动。

　　同时，由于对称的双驱动器设计，且每个驱动器都具有独立向前和向后驱动的功能，通过适当的驱动位置和时间编码，该机器人可以被设计通过一段狭长的通道并返回。

　　日前，上海交通大学与同济大学研究团队合作在《自然通讯》杂志上发表论文，提出了自矢量机器人的概念。

　　该机器人利用软物质内嵌的液态金属主动生成三维电磁矢量，并设计了充气可重构外形的软体驱动器。研究人员通过对垂直和水平矢量驱动器重新配置，实现了三维空间内任意方向的矢量合成，制造了具有不同形状、电磁矢量方向的软机器人。

　　自矢量机器人能在单向磁场中灵活运动，无需复杂多源控制和辅助设备，而仅通过两路电流信号控制即可实现仿蠕虫的双向爬行和转向，以及变形、翻滚、全向爬行及原位旋转等运动。

　　据研究人员介绍，受生物系统启发的软机器人具有卓越的灵活性、适应性和安全性，在搜索救援、野外探索、人机交互和生物医学应用方面显示出巨大潜力。未来，FB体育 FB体育平台更小型化和集成化的电磁软机器人将有望服务于生物医学工程，比如能与核磁共振成像兼容的手术机器人。

　　近期，麻省理工学院研究团队采用新型模块化系统，通过离散组装机械超材料的米级变形结构方法，设计制造了一个蛇状水下软体机器人。

　　这种机器人主体由4个部分组成，每个部分由5个可扩展、低成本和高性能的立体模块组成，驱动器嵌入中心，可以拉动两端立体模块中的电线，收缩“蛇体”达成弯曲。蛇身覆盖肋骨状的支撑结构，FB体育 FB体育平台再上一层是紧密贴合的防水氯丁橡胶表皮。

　　研究人员经过精心设计的简单模块组合，能够实现水下自主推动过程中单方向承重的效果，从而形成承受流体动力压力的表面，并确保形状变化的同时不会产生明显的皱纹。

　　据研究人员介绍，由具有可扩展性的简单模块所制造的机器人，在潜航器应用中有可能产生颠覆性作用，未来有望在海洋勘测、可再生能源收集、环境监测和水产养殖等领域有所建树。