谈到机器人,我们脑海中浮现出的画面,可能大多数是一些庞然大物,它们不太聪明地完成了一次又一次的重复性工作。
但是,事实并非这样。
在机器人的世界中,还有一类特别小(或许只有纳米级)、但非常灵活的微型机器人。它们不仅能够在液态环境中行动自如,完成拾取和运输物体等任务,而且还可以由磁场和光驱动,具备非常高的速度、精确度和敏捷性。
由于体型小、功能多样,微型机器人已经成为当前机器人领域的研究热点之一,有望执行各种任务,具有多种生物医学应用潜能。
但是,现有折纸机器人需要复杂系统来实现多功能性,而且运动模式有限,无法同时实现在陆地和水中的移动。
如今,来自斯坦福大学的研究团队解决了这一问题,他们研发出了一种新型无线水陆两用毫米级折纸机器人。
据介绍,这个水陆两用机器人,可以利用磁铁和折纸折叠方式进行多方向基于旋转的移动,在多种环境中移动并执行多种任务,比如受控的液体药物递送和定向固体货物运输等。
相关研究论文以“Spinning-enabled wireless amphibious origami millirobot”为题,发表在科学期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上。
(来源:Nature Communications)
研究团队表示,新型毫米级折纸机器人或在未来作为一种微创装置,用于生物医学诊断和治疗。
越小、越简单,就越好如果你曾经吞过一个圆形药片,希望它能治愈你身体内从胃痉挛到头痛的一切疾病,那么你就知道,大多数药物并不是被设计为精准治疗某一部位的疼痛和疾病。
近几十年来,尽管非处方药已经治愈了许许多多的疾病,但科学家们也一直在探索能够精准治疗心血管疾病、癌症等复杂疾病的靶向药物的递送方法,而微型机器人就是其中的重要方向之一。
与吞服药丸或注射液体不同,递送药物的微型机器人会一直保留药物,直到到达目标,然后释放出高浓度药物。
在此次研究工作中,新型毫米级折纸机器人的截面直径仅有 7.8 毫米,由 Kresling 折纸(三角构成的空心圆柱体)样式和附着的磁铁盘构成。
同时,利用 Kresling 折纸的折叠/展开能力,新型毫米级折纸机器人不仅可以实现滚动、翻转和旋转等动作,还可以通过泵送来递送液体药物。
研究团队还强调,旋转动作提供的一种吸附机制可用于运送货物。
如下图所示,新型毫米级折纸机器人具备沿着特定轨迹运动或递送药物的能力。
图|水中的自适应移动