賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究團隊正在開發(fā)一種新型的半自主軟體機器人，這種機器人能夠在地震廢墟中定位被困的受害者，或在人體內(nèi)導(dǎo)航以輸送藥物。這種機器人結(jié)合了柔性電子設(shè)備和磁控運動技術(shù)，使其能夠在復(fù)雜環(huán)境中靈活移動并執(zhí)行任務(wù)。
與傳統(tǒng)的剛性機器人不同，這種軟體機器人由柔韌材料制成，能夠模仿生物體的運動，從而在狹窄的空間中靈活導(dǎo)航。然而，將傳感器和電子設(shè)備集成到這些柔性系統(tǒng)中一直是一個重大挑戰(zhàn)。賓夕法尼亞州立大學(xué)工程科學(xué)與力學(xué)副教授Huanyu “Larry” Cheng表示：“最大的挑戰(zhàn)是讓這些機器人變得智能。我們的目標(biāo)是集成智能傳感器，使這些機器人能夠與周圍環(huán)境互動，并在最少的人工干預(yù)下運行。”
該團隊通過將電子元件分布在機器人結(jié)構(gòu)中，解決了柔性電子設(shè)備可能阻礙機器人運動的問題。此外，他們還設(shè)計了電子布局，以最大限度地減少磁場對電子信號的干擾，確保傳感器即使在強磁場下也能正常工作。這些改進使得機器人可以通過外部磁場進行遠程控制，而無需板載電源或電線。
在醫(yī)療應(yīng)用方面，這種機器人可以測量pH值、檢測異常，并將藥物精確輸送到體內(nèi)的特定位置。Cheng表示：“這意味著更少的侵入性手術(shù)和更有針對性的治療，從而改善患者的預(yù)后?！蔽磥?，這種機器人甚至可以被注射到血管中，用于治療心血管疾病或直接將藥物輸送到受影響的區(qū)域。
該團隊的下一步是改進技術(shù)以適應(yīng)更多應(yīng)用場景，包括開發(fā)“機器人藥丸”，這種藥丸可以在胃腸道中導(dǎo)航，檢測疾病或?qū)⑺幬锞_輸送到需要的地方。這種技術(shù)有望為傳統(tǒng)診斷程序提供一種侵入性較小的替代方案，直接從患者那里實時收集數(shù)據(jù)。
參考標(biāo)題：DOI： 10.1007/s40820-024-01601-3
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