血液清道夫！ 毫米級無纜軟體仿生水母機器人！

血液清道夫！ 毫米級無纜軟體仿生水母機器人！

據英國《自然·通訊》雜志2日發表的一項工程學最新研究，德國科學家團隊報告了一種以缽水母碟狀幼體為靈感的無纜軟體機器人，它僅有幾毫米大小，卻具備運輸和鉆挖等多種功能。研究表明，該機器人能夠操控其周圍的水流動，完成一系列任務。

此次，德國馬克斯·普朗克智能系統研究所科學家Metin Sitti及其同事，設計并制造了一種僅有幾毫米大小的機器人，他們將一個磁性復合彈性體核（直徑3毫米）與8個可彎曲的垂瓣連接在一起，施加振蕩磁場后，這些垂瓣便會收縮再恢復，就像游泳的水母一樣。

該團隊將機器人稱為“水母機器人”（jellyfishbot），其設計靈感來自缽水母碟狀幼體，研究表明，該機器人能夠像真的水母一般，操控其周圍的水流動，自身完成一系列操作。

該團隊將在這一機器人的基礎之上，開發更小、可生物降解的軟體機器人，以在醫療領域得到實際應用。

該研究的突破性意義體現在這是第一個水母機器人能在類似的尺寸條件下，模仿水母完成游動和捕食等動作。

游泳機器人具有生物醫學和環境應用方面的潛力，而小型的游泳機器人，更是可以到達許多人類及常規器械無法觸及的位置。

雖然目前已問世的機器人中，也有能夠游泳的微型機器人，但是隨著機器人尺寸的不斷下降，諸如復雜物體操控等高級功能仍是一項不小的挑戰，因為這種機器人可以搭載的組件大小是受限的，導致其應用也有限。

它由一個中央主體和八個可彎曲的襟翼組成，可以同時上下擺動。它們以每分鐘150次的速度跳動，類似于小水母的速度跳動，并通過幫助機器人在水中前進的鰭狀肢進行伸展。

在過往的水母狀機器人的研究中，其他研究者的關注焦點主要是機器人的游動能力。除了游泳，他們的機器人也能選擇性地運輸不同大小的球珠、鉆入球珠中逃避捕食者、混合不同的流體等。

實驗證明，模仿水母的設計讓機器人在體積極小的情況下依然具備出色和多樣的運動能力，讓這款機器人在實際應用層面有很大的想象空間。

在工程應用方面，團隊將嘗試把軟體機器人應用到醫療領域。團隊已經設計并制造了可以在膀胱內移動并進行精準送藥的機器人原型。此外，他們還將使用這些軟體機器人來有目的地堵住輸卵管或血管，以達到避孕或其他治療目的。重要的是，機器人在體內的運動是完全通過控制磁場變化遠程操控的。

不過在實現這些目標之前，仍待解決的技術問題包括使用完全可生物講解的材料，目的是為了讓機器人在完成了特定任務后可在人體內降解，從而免去將機器人取回的過程。此外，團隊還正努力將機器人進一步小型化，將其尺寸縮小至 100 微米以下，如此便能在人體血管內游動和工作。

目前團隊已獲得相關資金支持，將這項機器人技術用在實際的醫療應用中。研究團隊將會現在動物體內進行相關實驗，最終目標是將其用在人類患者的疾病治療中。

軟體機器人的發展需要解決眾多關鍵挑戰，其核心科學問題圍繞著軟體機器人組件結構設計，多物理性能耦合的智能材料還有軟體機器人設計的標準化。

目前在復雜軟驅動器上已有成熟的可制造范例并進行了批量生產。其制造過程中的幾個相關因素：材料特性（粘度，彈性模量，極限強度和伸長率），失效模式等都有成熟的制造經驗可借鑒。這些方法增加了增材制造，生物醫學工程，控制工程，仿真模擬的專家在驅動器選擇和制造過程中的理解，進一步推進軟體機器人領域的發展。