来自俄亥俄州立大学和乔治亚理工学院的研究人员在9月14日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中详细介绍了他们的发现,该发现利用了古老的日本折纸技术。
这篇论文的通讯作者、俄亥俄州立大学机械与航空航天工程助理教授芮妮·赵(Renee Zhao)表示,在这个系统下,医生将使用磁场引导软式机器人进入体内,将药物或治疗带到需要它们的地方。
“这个机器人就像一个小驱动器,”赵说,杏耀代理开户“但是因为我们可以应用磁场,我们可以把它发送到体内而不需要系绳,所以它是无线的。”这使得它的侵入性比我们目前的技术低得多。”
这种软机器人是由磁性聚合物制成的,这是一种嵌入磁性颗粒的软复合材料,可以远程控制。机器人提供医疗服务并不是一个新概念,但之前的大多数设计都使用了由坚硬材料制成的传统机器人。
赵说,机器人的“软”部分是至关重要的。
她说:“在生物医学工程领域,我们希望东西越小越好,我们不想制造带有马达、控制器、绳索之类东西的东西。”“这种材料的一个优点是,我们不需要任何东西把它送到体内,送到它应该去的地方。”
在这种情况下,基于独立控制折纸单元的折叠和部署,软折纸机器人可以被用来选择性地提供多重处理。当它到达现场时,折纸使材料“打开”,展开处理,并将处理应用到身体需要它的地方。
这种折纸式的药物递送也不是什么新东西,但由于以前的设计依赖于更笨重、更笨重的方式来激活或打开折纸递送药物,这些递送往往很慢。有些人不允许药物被精确地送到体内。
赵说,软式机器人去掉了一些笨重的部分。磁场可以让实验室里的研究人员控制材料折叠和展开的方向、强度和速度。
研究人员是在实验室而不是在人体中进行这项工作的。但他们认为,这项技术可以让医生在体外仅使用磁场就能控制机器人。
“在这种设计中,我们甚至不需要任何芯片,我们不需要任何电路,”她说。“只要施加外部磁场,材料就能自行反应——不需要任何有线连接。”
佐治亚理工学院土木与环境工程学院Raymond Allen Jones教授,杏耀注册论文的合著者Glaucio Paulino说,这些发现可能具有医学以外的应用价值。
保利诺说:“我们预计,报道中的磁折纸系统的应用范围将超出这项工作的范围,包括未来的折纸灵感机器人、变形机制、生物医学设备和外太空结构。”