微型机器人有朝一日能在你体内穿梭

用纳米机器人杀死癌细胞的时代也许并不遥远了。美国科罗拉多大学的研究人员在《Small》期刊上报告了他们研发的自推进微型机器人，能在液体中高速前进。微型机器人只有20微米宽，只有头发丝宽度的几分之一，能以每秒3毫米的速度前进，每分钟行进距离相当于自身长度的3000倍，相比较而言比猎豹快得多。研究人员部署了一队微型机器人将类固醇药物地塞米松输送到实验鼠的膀胱。结果表明微型机器人有可能成为治疗人类膀胱疾病和其它疾病的有用工具。()频道：@TestFlightCN

微型机器人游入海洋 捕捉微塑料和细菌

微型机器人游入海洋捕捉微塑料和细菌访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN观看它们成群结队下水工作的视频：据《ACSNano》杂志报道，研究人员制造出了微小的磁珠，它们能在受污染的水中成群飞舞，捕捉微塑料和细菌等污染物。微塑料的尺寸为5毫米或更小，这给塑料污染问题增添了另一个层面，因为动物可以吃这些微塑料，从而可能受到伤害，或将微粒带入食物链，最终进入人类体内。到目前为止，人们还不完全了解微塑料对人类健康的影响。然而，微塑料本身并不是唯一令人担忧的问题。这些碎片会吸引细菌，包括病原体，这些细菌也会被摄入。为了同时清除水中的微生物和塑料，马丁-普梅拉及其同事转而使用微型机器人系统，该系统由许多小部件组成，模仿自然界的鱼群（如鱼群）协同工作。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人，它们可以收集细菌和小块塑料。资料来源：美国化学学会为了制造这种机器人，研究小组将带正电荷的聚合物股与磁性微粒连接起来，磁性微粒只有在暴露于磁场时才会移动。从磁珠表面辐射出来的聚合物链既能吸引塑料，也能吸引微生物。单个成品机器人的直径为2.8微米。当暴露在旋转磁场中时，机器人就会聚集在一起。研究人员发现，通过调整自组织成扁平集群的机器人数量，他们可以改变蜂群的运动和速度。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人（浅黄色），它们可以收集细菌（绿色）和小块塑料（灰色）。来源：改编自ACSNano2024，DOI:10.1021/acsnano.4c02115在实验室实验中，研究小组通过在水箱中加入荧光聚苯乙烯珠（1微米宽）和活跃游动的铜绿假单胞菌（可引起肺炎和其他感染），复制了环境中的微塑料和细菌。接下来，研究人员在水箱中加入微型机器人，并将其置于旋转磁场中30分钟，每10秒钟开关一次。机器人的浓度为每毫升7.5毫克，这是测试的四种浓度中最密集的一种，捕获了大约80%的细菌。同时，在相同的浓度下，游离塑料珠的数量也逐渐减少，因为它们被吸引到了微型机器人上。随后，研究人员用永久磁铁收集机器人，并使用超声波将附着在机器人上的细菌分离出来。然后，他们将去除的微生物暴露在紫外线辐射下，完成了消毒。当再次使用时，经过消毒的机器人仍能拾取塑料和微生物，尽管两者的数量都较少。研究人员指出，这种微型机器人系统为清除水中的塑料和细菌提供了一种很有前景的方法。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430139.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430139.htm

受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军

受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军跳高机器人采用了一种受叩头虫启发而设计的装置，其中一个微型线圈致动器拉动一个梁状机构。随着致动器被逐渐拧紧，它导致机械装置逐渐弯曲并储存弹性能量。一旦机构达到某个临界点，所有能量就会突然释放并放大，将机器人向上抛出。新型跳远机器人也采用了类似的系统，不过其灵感来自另一种昆虫-蝗虫的后腿。该装置的核心是一个三维打印的弹性四杆连杆，它通过一个盘绕的致动器（后者由热处理尼龙鱼线制成）的扭转获得预载。一旦释放出储存的弹性能量，机器人就会在垂直和水平方向上跳跃，其水平距离远远超过受"叩头虫"启发的前辈们。托菲克及其同事制造并测试了108个这样的机器人，其中最小的仅重0.216克，却能跳跃60倍于其身体长度的距离。希望有一天，这些机器人的后代能够使用电池供电，配备传感器，应用于农作物监测或机械内部检查等领域。"据我所知，这是第一次有人展示昆虫级机器人的长距离跳跃能力，"托菲克说。"这意义重大，因为它赋予了机器人有计划的机动性，现在它可以从A地跳到B地，穿越比它自身大小还要崎岖的地形。"您可以在下面的视频中看到其中一个机器人的行动。有关这项研究的论文最近发表在《智能材料与结构》（SmartMaterialsandStructures）杂志上。相关文章:微型机器人模仿叩头虫可轻易跳过障碍物...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396953.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396953.htm

受穿山甲启发的微型机器人可以治疗内出血

受穿山甲启发的微型机器人可以治疗内出血在研究员MetinSitti的带领下，该团队设计了一款长2厘米（0.8英寸）、宽1厘米（0.4英寸）的微型机器人，具有重叠的鳞片，可以根据需要移动、滚动和加热。它有一个软质聚合物层，上面镶嵌着磁性颗粒，还有一个硬质顶层，其特点是重叠的铝制“鳞片”。当机器人暴露在低频磁场中时，研究人员可以操纵它卷起并四处移动。当卷起时，该设备可以将药物等颗粒输送到体内的目标部位。然后，当暴露在高频磁场中时，它可以加热到70°C(158°F)以上。在这个温度下，可以用来治疗内出血、清除肿瘤组织和治疗血栓。使不受束缚的机器人设备能够移动和加热的结构图Soon，R等人/(CCBY4.0)虽然这并不是科学家们第一次转向大自然来开发微型机器人，但他们已经开发出了这种受毛毛虫启发的设备和一个以七鳃鳗为模型的设备。但这款机器人的特别之处在于，由硬质元件制成但仍可以自由移动的不受束缚的机器人非常罕见，并且为棘手的内部治疗和手术带来了巨大的希望。在实验室测试中，这种类似穿山甲的装置能够在不损坏软组织的情况下移动，然后通过覆盖出血处并加热来阻止血液流动。该研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366635.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366635.htm

[图]科学家以萤火虫为灵感打造微型机器人 飞行中可发光通信

[图]科学家以萤火虫为灵感打造微型机器人飞行中可发光通信科学家以萤火虫为灵感，创造出了在飞行过程中可以发光、昆虫体积的机器人，并能实现运动跟踪和通信。在温暖的夏夜里，萤火虫通过发光来进行交流、吸引配偶、抵御捕食者或引诱猎物。这些闪闪发光的萤火虫也激发了麻省理工学院研究人员的灵感。从大自然中汲取灵感，他们打造了可以飞行的、昆虫级机器人，并使用了电致发光的柔软人造肌肉。控制机器人翅膀的微小人造肌肉在飞行过程中会发出彩色光。这种电致发光可以使机器人相互通信。例如，如果执行搜索和救援任务，进入倒塌的建筑物，找到幸存者的机器人可以使用灯光向其他人发出信号并寻求帮助。发光的能力也让这些仅比回形针重的微型机器人可以在户外自由飞行。这些机器人非常轻巧，无法携带传感器，因此研究人员必须使用在户外无法正常工作的笨重红外摄像机来跟踪它们。现在，他们已经证明他们可以使用它们发出的光和三个智能手机摄像头精确地跟踪飞行机器人。电气工程与计算机科学（EECS）系教授，电子研究实验室（RLE）软与微型机器人实验室负责人，论文资深作者KevinChen表示：“如果你想到大型机器人，它们可以使用许多不同的工具进行通信——蓝牙、无线等等。但对于一个小型、功率受限的机器人，我们不得不考虑新的通信模式。这是在我们没有经过良好调整的最先进运动跟踪系统的户外环境中驾驶这些机器人迈出的重要一步”。他和他的同事通过将微小的电致发光粒子嵌入人造肌肉中来实现这一点。这个过程仅增加了2.5%的重量，而不会影响机器人的飞行性能。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303255.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303255.htm

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人与刚性微型机器人不同，软性微型机器人对组织更友好，因为它们可以轻松通过或挤入生物系统。然而，挑战在于如何制造出能够感知和适应环境的软微型机器人，而且由于它们是异物，不会引发免疫反应。英国滑铁卢大学（UniversityofWaterloo）的研究人员开发了一种生物相容性植物水凝胶，用于制造可导航的微型机器人，这种机器人能够根据外部化学刺激改变形状。该研究的通讯作者哈迈德-沙沙万（HamedShahsavan）说："在我的研究小组中，我们正在连接新与旧。"我们利用水凝胶、液晶和胶体等传统软物质，推出了新兴的微型机器人。"这种微小的软机器人最长只有0.4英寸（1厘米），由先进的水凝胶复合材料制成，其中包括可持续的、植物提取的纤维素纳米颗粒。除了具有生物相容性和无毒性外，这种材料还能自我修复；它可以切割，然后再粘合在一起，无需胶水或其他粘合剂，就能形成不同的形状，用于不同的应用。当受到化学刺激时，水凝胶会改变形状，研究人员可以随意调整纤维素纳米粒子的方向，从而"编程"机器人的形状变化，这对于软体机器人来说是一项重要的能力。研究人员设计并测试了两个具有pH响应的小型机器人。第一个机器人能够在pH值的触发下抓取、转移和释放球形或不规则的软生物货物。第二个机器人可以利用磁场通过远程导航在迷宫中转移轻型货物，如下面滑铁卢工程公司制作的视频所示。完成迷宫后，盐酸会使机器人展开并放下货物。研究人员说，水凝胶的pH响应特性意味着微型机器人有可能用于原生pH值较高的人体器官，并有能力耐受酸性pH环境，如膀胱。研究人员计划改进他们的设计，然后在实际应用中进行测试，包括开发一种机械性能更强的水凝胶配方，以提高承载能力。他们还计划将机器人微型化到纳米级尺寸，以便用于治疗或诊断。这种植物基水凝胶的开发标志着人们不再使用由天然聚合物组成的水凝胶，其中一种天然聚合物是从动物组织中提取的明胶。在最近的另一项研究中，来自新南威尔士大学悉尼分校（UNSW）的研究人员创造了一种实验室制造的水凝胶，这种水凝胶模仿人体组织，具有抗菌和自我修复功能，但不使用动物产品。该研究的第一作者阿什利-阮（AshleyNguyen）说："天然水凝胶在社会中广泛使用，从食品加工到化妆品，但需要从动物身上采集，这就带来了伦理问题。另外，动物提取的材料用于人体也有问题，因为会产生负面的免疫反应"。新南威尔士大学的研究人员转而使用所谓的"色氨酸拉链"（或称Trpzip）来制造水凝胶，Trpzip是含有多个色氨酸的氨基酸短链，可作为拉链促进自组装。新南威尔士大学的Trpzip水凝胶不含动物产品图/新南威尔士大学悉尼分校"我们认为，Trpzip水凝胶和类似材料将为动物源性产品提供更统一、更具成本效益的替代品，"该研究的通讯作者克里斯托弗-基利安（KristopherKilian）说。"如果我们的材料能减少科学研究中使用的动物数量，那将是一个巨大的成果。"滑铁卢大学的研究和新南威尔士大学的研究均发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391889.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391889.htm