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让普通物体变为能走、翻滚和蠕动的机器人

来源:未知 编辑:渭南科普2020-12-05 00:39
  

欧亚国际       据了解,这项研究的重点是扩大昆虫大小机器人的使用,这种毫米大小的机器人适合在人体上应用。不过这项新研究的研究人员并不是从头开始制造磁性微机器人,而是着手开发一种可以用普通物体来制造磁性微机器人的工具。这种工具以一种叫做M-spray的磁性涂层的形式出现,它由聚乙烯醇、谷蛋白和铁颗粒制成,可以附着在各种材料的光滑和有纹理的表面上。

欧亚国际   研究小组的领导者Shen Yajing博士表示:“我们的想法是,通过穿上这种‘磁性外套’,我们可以把任何物体变成机器人并控制它们的运动。我们研发的M-spray可以粘在目标物体上,然后在磁场驱动下‘激活’目标物体。”

  M-spray形成的薄膜厚度不到1/4毫米,研究小组称这是保持原始物体形状和大小的关键。研究小组用棉线、薄膜和塑料管作为他们的起始物体来演示这种方法。实验中,它们变成了柔软的微型机器人,能在磁场的帮助下行走、爬行和滚动,并且更有趣的是,一旦涂上涂层,其移动方式并不是一成不变的。

欧亚国际   实际上,移动模式可以根据需要通过润湿固化的涂层把它变成一种类似胶水的物质来重新编程。然后通过施加强磁场,涂层内的磁颗粒可以重新分布和排列进而改变机器人对磁场的反应方式。

  为了演示这一点,研究小组让这个机器人同样从毛虫般的动作转变为更慢的六角手风琴折叠般的动作以此从狭窄的缝隙中挤过去。在另一项实验中,研究人员用M-spray包覆了一根导管并对其运行中的运动模式进行了重新编程使其既能平稳转弯又能急转弯,这样当这些医疗设备插入人体时就可以避免受伤的情况发生。

  在随后进行的试验中,研究人员给兔子注射了胶囊并通过放射成像跟踪它们在胃里的活动,当胶囊到达目标位置时涂层发生溶解。这是由于M-spray的组成使其在磁场或酸性环境下分解成了粉末。

  “M-spray的所有原材料即PVA、谷蛋白和铁颗粒都是生物相容性的,”Shen说道,“分解后的涂层会被人体吸收或排出体外。”

  除了生物医学应用,该团队还看到了这项技术的一系列潜在用途。Shen博士指出,他们希望这种微机器人能在不同领域发展和应用如主动运输、可移动传感器和设备,尤其是在有限空间的任务中。

(责任编辑:渭南科普)