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癌症小克星 微型机器人霸气登场

导读: 近日,抗癌大军又迎来了一股新力量,《科学·机器人学》杂志刊登了一项新的研究成果,研究人员利用磁场,远程控制带有磁性的微型机器人在人体内进行“作业”。

近日,抗癌大军又迎来了一股新力量,《科学·机器人学》杂志刊登了一项新的研究成果,研究人员利用磁场,远程控制带有磁性的微型机器人在人体内进行“作业”。





单独做任务分工各不同

过去的10年中,磁力技术不仅在工业领域得到了广泛的应用,还在医学领域赢得了一席之地——利用磁力远程控制人体内的医疗器械。例如可以通过磁力辅助远程控制导管系统进行简单的血管内操作;或者利用磁力引导接受检查者体内的胶囊摄像机,通过在“胶囊”中植入永磁体,在患者体外设置磁场,通过磁场产生的引力将胶囊摄像机引导到想要检查的部位。除此之外,还曾有研究利用磁场同时控制成群的小磁铁。按理说,如果能“指挥”这样一支由微型机器人组成的团队,那么在协助治疗癌症等重大疾病上就能发挥巨大作用。

不过,领导这样一支特殊团队可不简单,需要强大的运筹帷幄能力,懂得“调兵遣将”。可是,靠磁力指挥队伍实在是个巨大的挑战。我们都知道,磁场能影响到范围内的所有物体,如果这些物体又具有相同的性质,那么只可能是一呼百应,“呼啦啦”都朝一个方向去了,很难分别下达命令。

为了解决单独指挥“队员”的难题,使这些微型机器人能够分别以不同速度朝不同的方向移动,来自德国汉堡飞利浦研究院的研究人员开发出了新方法,能够在一支完全相同的螺旋机器人团队中控制任意一名成员,使它能够单独执行特殊任务。“我们的技术能让微型机器人在人体内部实现复杂的操作。”该研究的第一作者,物理学家尤尔根·拉姆说。

操控靠磁场类似抓娃娃

首先,拉姆的团队打造了许多完全相同的螺旋机器人,接着,利用一个强大的、均匀的磁场将这些螺旋机器人固定住。在这个强大磁场中有一个洞,微型机器人是相对“自由的”。利用这个自由点位,在大磁场上叠加一个相对较弱的、温和的旋转磁场,就可以控制自由点位中的螺旋机器人旋转,又不会影响到其他“队友”了。另外,研究人员可以通过调整大磁场来变换自由点位的位置,这样就有了像“抓娃娃机”一样的功能,可以自由选择单个机器人。

实验中,研究人员成功地让几个螺旋机器人同时朝着不同方向精确地旋转。该研究团队指出,理论上,他们可以同时操纵数百个微型机器人。“有人想到利用螺旋传动原理,这样微型机器人在人体内执行某些操作时就不用依靠电池或者马达作动力了。”拉姆说。

微型机器人用处特别多

在掌握了这门先进的“排兵布阵术”后,研究人员已经想好了一大串可以让这支团队大展拳脚的“职场”。

一种是在可注射型微型药丸上配备微型螺旋机器人。医生可以利用磁场远程遥控螺旋机器人,“指挥”其旋转打开药丸释放药剂。利用这种方法,医生可以确保含有放射性成分的药物只“盯着”肿瘤,并将其摧毁,而不会影响到周边健康的组织,从而减少副作用。另外,一旦药物释放出了所需治疗剂量的放射物,医生可以用磁力遥控关闭药丸。这种药丸由金属材料制成,以具备防止放射性物质泄漏的性质。

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