带磁性的微型机器人可在三维环境中重组

2023-10-25 18:20

科研人员已经成功地创造了一种微型磁性机器人，它们可以在三维环境中协同合作，抓取和组装物体。这些微型机器人由一毫米大小的不锈钢球构成，而它们的任务是抓取和移动二毫米大小的三维打印立方体。

这一过程分为四个步骤：接近、抓取、平移和释放，其中红色实线箭头表示磁体的移动，绿色虚线箭头表示系综的移动。研究人员还进行了一些实验，包括抓取和堆叠三个立方体，以及在两个立方体的顶部抓取和堆叠梁。

这项研究由荷兰国立重点研究学院特文特大学外科机器人实验室的科学家们完成，他们成功让两个微型机器人在三维环境中合作完成抓取、移动和组装被动物体的任务。这一成就开辟了在生物医学领域的新可能性。

这项技术的应用前景之一是在医学手术中，可以想象一下，如果需要在人体内进行手术，但手术部位对外科医生来说难以到达，那么这些微型机器人可以进入体内并协同工作来执行复杂的任务。

特文特大学的研究人员成功地使用了两个一毫米大小的微型磁性机器人来执行多项操作，它们可以像发条一样抓取、移动和组装立方体。这一成就之所以独特，是因为机器人在三维环境中执行任务，而这是一个相当大的挑战。就像普通的磁铁在靠得太近时会粘在一起一样，这些微型磁性机器人也受到吸引力的影响，因此它们在开始粘在一起之前能够接近的距离是有限的。但外科机器人实验室的研究人员找到了一种方法，通过定制的控制器，可以移动各个机器人并使它们相互交互。

这些微型机器人具有生物相容性，可以在难以到达甚至封闭的环境中进行控制。这为生物医学研究和应用带来了广泛的应用前景，其中一种应用是远程操作生物医学样本，而不污染它们，这有利于改进现有的实验程序并为新程序开辟道路。

Franco Pi?an Basualdo 是外科机器人实验室的博士后研究员，他的研究兴趣包括微型机器人、非接触控制、群体机器人、活性物质、微流体和界面现象。

这项研究是在外科机器人实验室进行的，该实验室的负责人是Sarthak Misra教授，他专注于开发创新解决方案，以解决多种临床相关挑战，包括生物医学成像、医疗程序自动化以及微型机器人工具的开发。

这项研究是在欧洲REGO项目（地平线欧洲计划）的框架内进行的，该项目的目标是开发一套创新的人工智能驱动的微型机器人，它们不受束缚，能够对刺激作出响应。这项研究结果已发表在《高级智能系统》杂志上，题为"3D微型机器人抓取的协作磁性代理"的论文中。