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折叠机器人:可清除胃壁附着异物

导读: 在本周召开的“国际机器人学与自动化大会”上,来自美国麻省理工学院(mit)、英国谢菲尔德大学等的国际研究团队演示了一种可装入胶囊的小型折叠机器人,能自动展开,并靠外部磁场驱动在胃壁上爬行,可清除附着在胃壁上的异物和修补组织伤口。

  OFweek机器人网:在本周召开的“国际机器人学与自动化大会”上,来自美国麻省理工学院(mit)、英国谢菲尔德大学等的国际研究团队演示了一种可装入胶囊的小型折叠机器人,能自动展开,并靠外部磁场驱动在胃壁上爬行,可清除附着在胃壁上的异物和修补组织伤口。

  据麻省理工学院网站12日报道,这个小机器人是去年的升级版,但外观和结构设计已有很大不同。它是长方形,有着手风琴式褶皱,能装入胶囊以便吞咽,胶囊溶解后,机器人能完全展开。褶皱中心有一个永磁铁,能随体外磁场变化而动,以此控制机器人运动。

  新一代机器人由两层结构材料夹一层热收缩材料制成,中间层材料是制香肠用的干猪肠衣,外层刻有特定花纹,中间层受热收缩时,外层花纹决定着它如何折叠。它靠接触点摩擦力黏在胃壁上,以一种“黏附—放松”(简称黏放)的方式自动前进。

  mit计算机科学与人工智能实验室(csail)的丹妮拉·露丝说,体内应用方面,需要一种小的、可控制又不受限的机器人系统,如果用牵线来控制,那真是很难。折叠机器人的这种能力在医疗保健领域具有潜在的重要应用价值。

  原csail博士后苏黑·米亚西塔说,由于胃里充满液体,机器人还不能完全靠黏放运动。根据计算,机器人前进时液体推力约占20%,另外80%靠黏放运动。因此新一代机器人在设计上具有“鱼鳍”特征,且较为扁平。他们用硅胶制作了胃和食道交叉部分的模型,用水和柠檬汁混合模拟胃液。在实验中,机器人在磁场控制下摘除了附着在模拟胃壁上的纽扣电池。

  单在美国,每年报告误吞纽扣电池的案例达3500例。电池与食道、胃壁长时间接触会产生电流,生成的氢氧化物会烧伤组织。如果人误吞了电池,确实需要让它尽快出来。瑞士联邦理工学院教授布拉德·纳尔逊说,这种设计具有高度的创新性和实用性,以一种简洁的方式解决了相关临床问题。

  机器人的概念非常宽泛——从工业生产线上的机器手臂,到仿生蜻蜓机器人,从具有人类外形和相对行为能力的美女机器人,再到本文提到的定向执行某种单一任务的胶囊机器人,不一而足。但万变不离其宗——为人类服务。从发展趋势上看,机器人微型化是很重要的一个独立分支,主要用于人体内的医学和生理学研究。这种机器人有个操作底线——即绝不能产生“次生灾害”!

 

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