專(zhuān)家稱(chēng)，蛆蟲(chóng)式軟體機器人是體內送藥的最佳選擇

科羅拉多大學(xué)博爾德分校實(shí)驗室的機械工程師Franck Vernerey研制專(zhuān)用于體內醫藥治療的軟體機器人。

大家對于軟體機器人已不陌生，它們大多是采用紙質(zhì)和硅橡膠制成，能夠彎曲、扭轉和抓起自身重量100多倍的物體。不過(guò)，目前它們也只是被用于救援現場(chǎng)，在醫藥領(lǐng)域尚無(wú)應用。

對此，科羅拉多大學(xué)博爾德分校實(shí)驗室的機械工程師Franck Vernerey研制出了專(zhuān)門(mén)用于醫藥治療的軟體機器人，并且他還表示在醫藥領(lǐng)域應用的機器人，只能以軟體蠕動(dòng)的形式構造。

據悉，在醫藥領(lǐng)域，雖然藥物治療的方式是一種很古老的治療疾病的方式，但并非最佳方式。因為無(wú)論是服用還是攝入藥物，該治療方式的針對性都不強，且對身體的其他部位存在著(zhù)副作用。

為此，科學(xué)家希望將藥物直接送至傷口或病源處，但人體的結構并非像路面一樣平坦，不僅曲折而且脆弱，所以即便是采用微型機器人，也需要考慮電池的供電性能和移動(dòng)方式等因素。對此，Vernerey提出，形似“蛆蟲(chóng)”的機器人可以解決這類(lèi)問(wèn)題。

首先我們來(lái)了解一下蛆蟲(chóng)的運動(dòng)，其實(shí)主要就是身體的延伸和收縮。

對此，Vernerey解釋道：“蛆蟲(chóng)的運動(dòng)，前后的滑動(dòng)比向兩側的移動(dòng)要容易得多，它們身上有微小的尖峰，當蛆伸展身體時(shí)，尖峰的表面會(huì )沾上腐爛的食物；當它們收縮身體時(shí)，尖峰的尖端和路面的表面咬合在一起，形成摩擦，身體就會(huì )向前移動(dòng)。”

于是，Vernerey就希望用水凝膠再現蛆蟲(chóng)的蠕動(dòng)動(dòng)作。該機器人是由一種根據溫度吸收或吐出水分的合成材料制成，它看起來(lái)像是橡膠海綿。

據了解，該材料的膨脹或收縮取決于溫度的高低。此處，Vernerey進(jìn)一步解釋道：“這項研究中使用的水凝膠在溫度為32攝氏度時(shí)顯示出劇烈且可逆的相變，在32攝氏度以下，水凝膠會(huì )親水；而高于該溫度，水凝膠就不吸水了。”

但是想要在水凝膠上安裝類(lèi)似蛆蟲(chóng)身上的尖峰是很難的一件事，取而代之，Vernerey在機器人內部印制了鱗片狀的3D管。

理論上，我們可以通過(guò)溫度來(lái)誘導這種藥用機器人穿過(guò)人體的腸道，為設定好的地方提供藥物，但是事實(shí)遠沒(méi)有想象的那么簡(jiǎn)單。

確定好了結構與材料后，Vernerey需要選擇機器人的尺寸來(lái)測試在哪種機械應力下水凝膠的彎曲收縮能力最優(yōu)。此外，關(guān)于機器人的形狀大小，他也需要慎重選擇。

根據實(shí)驗結果，研究團隊找出了最優(yōu)的角度，以及機器人的最佳尺寸（比拇指還要小很多）。

不過(guò)有一個(gè)問(wèn)題尚未解決，雖然機器人身上有鱗片，但是我們人體腸道內部是沒(méi)有鱗片的，這也就意味著(zhù)沒(méi)有抓地力。但Vernerey表示，將會(huì )采用磁性納米材料，將其嵌入水凝膠中，以達到最終的爬行要求。

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