外形像蜘蛛,能钻入你体内做手术的微型机器人

【项目应用场景 :医疗丨可穿戴设备】

图:望潮科技测评

外科医生是一个工作强度非常大的职业,因为他们有时一天就要面对十几台手术,或是单次手术长达十几个小时。并且在手术中,医生要进行高难度的手术步骤,例如器官移植。常人很难连续保持两三个小时的注意力,长达十几个小时甚至超过一天的手术会耗尽医生的精力和体力。

图:进行了32小时手术后,主刀医生瘫倒在地上

为了减轻医生的负担,一些医院已经开始引进手术机器人。举个例子,浙江大学附属邵逸夫医院引进了一款达芬奇机器人。2017年全年完成手术534例,普外科、泌尿外科、胸外科、心脏外科等手术都能接下。机器人的精度可以胜任一些复杂的手术,因此它们逐渐成为医生首选的手术方案。

图:手术机器人剥葡萄皮

今天要为大家介绍一款手术机器人,它由哈佛大学的一个研究团队研发,外形像蜘蛛。这个微型蜘蛛机器人将在未来应用于医学领域,爬进用户的体内进行“手术”,帮助修复组织、破坏肿瘤或是清除堵塞。

这款微型蜘蛛机器人的大小为毫米级别,全由柔性材料制成,借助气动和液体压力移动。并且相对其他软体机器人只有1个自由度,它具有前所未有的18个自由度。研究人员称,这个机器人的设计灵感来源于生活在澳洲的一种小蜘蛛。

这种蜘蛛叫澳大利亚孔雀蜘蛛,它的身体直径仅有5毫米,能在非常小的范围内移动。之所以被冠以“孔雀”之名,是因为雄性孔雀蜘蛛有着孔雀羽毛般亮丽的色彩。为了吸引“女朋友”,它会跳一种交配舞蹈,因此它的身体非常灵活,研究人员称“具有大量独立可控的自由度设计”。

为了模拟这个蜘蛛的运动,研究人员利用水或酒精来驱动机器人,使它模拟孔雀蜘蛛的运动方式。液体在机器人内中空的管道中流动,从而使机器人能够灵活地移动。不仅如此,研究人员还能通过液体改变机器人的颜色、结构。

这款机器人是由一种叫做“MORPH”的全新技术制造的,该技术全称为“Microfluidic Origami for Reconfigurable PneumaTIc/Hydraulic”。机器人的身体和手臂,是依靠微型激光切割出的12层材料相互粘合而成的。

为了使机器人由液体驱动,它的内部需要有一套供液体流动的微观通道网络。于是,研究人员利用软光刻技术绘制了这套网络,随后用外部的UV光照射使材料永久弯曲成所需的形状。

参与创造这个机器人的研究人员TommasoRanzani表示:“我们相信软体机器人在减少风险、进行微创手术任务方面有着巨大的潜力。或许在将来的某一天,这些软体机器人会替代传统手术工具,一跃成为‘操纵身体最脆弱组织(例如静脉、动脉甚至神经)相互作用’的理想选择。”

除了医疗方面,研究人员认为这样的微型机器人也有可能对环境有帮助,可以维护工业设施、协助太空搜索,并且还有望应用于可穿戴技术。

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