告别打针吃药,以后你生的病都被机器人承包了

2019-01-29
天佑 评论
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说起机器人(robot),你可能会想到美国波士顿动力公司的那条踹不倒还想方设法从实验室里「逃走」的机器狗。

或者是日本软银(SoftBank)公司旗下,经过改造后能够敲锣打鼓、念佛诵经的机器人 Pepper。

抑或是众多影视作品当中那些「觉醒」之后永远与人类为敌的机器人等等。

▲《终结者 2》

以上这些机器人虽说形态各异,但你也能一眼就能知道它们大概能用来干什么,然而下面这个在试管里蠕动的机器人,你可能就未必知道了。

其实这是由瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)与苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)联合研发的微型机器人,可以在人体血管及其他身体组织系统中「游泳」,并递送药物至人体内的一些特殊区域或者清除血管中的阻塞物。

虽说游泳听上去轻松写意,但要想在血管中「游泳」其实并不简单。

科学家表示这个微型机器人的设计灵感来源于自然界中的一种名为布氏锥虫(Trypanosoma brucei)的微生物,这种微生物依靠鞭毛进入宿主的血液并在其中游动。

▲不同形态的微型机器人,图自:EPFL

具体而言,这个微型机器人的尾部同样配备了一条「鞭毛」,而为了在人体体内畅通无阻,微型机器人还使用了与生物相容性较好的水凝胶与磁性的纳米颗粒。

从上图就可以看出,微型机器人的表面被折叠了起来,可以呈现不同的形态,以便穿过一些不易穿过的弯折处。而且因为其受磁性的影响,科学家们可以轻松通过电磁场在体外对其进行控制、驱动其进行移动。

▲图自:EPFL

当然,该微型机器人的移动还被设计有一定的自主性:它能够根据周围的环境自主选择改变成为最有效的工作形状。比如科学家就发现处在螺旋状时就更适合穿过更加粘稠的液体,而管状则更容易在低粘度液体中通过,而研究团队为了达成这样的形态切换,蔗糖浓度的高低就被设计成了自动触发的条件。

EPFL 首席研究员 Selman Sakar 总结说:

我们的机器人具有特殊的成分和结构,可以让它们适应它们所经过的液体的特性。如果它们遇到粘度或渗透浓度的变化,它们会改变自己的形状以保持速度及机动性,同时不失去对运动方向的控制。

▲图自:EPFL

说了这么多原理,那么这样能穿梭在身体内部的微型机器人到底能发挥多大的功效呢?

首先自然是提升药物的药效。

对于传统的打针或者口服药物来说,在经过了人体内循环最终到达病原处时,药物的损耗必然已经相当大了,因此打针/口服药物的剂量必定大于实际所需的剂量。而且俗话说「是药三分毒」,许多药物的说明书上也会明确标注有伴随服用药物而来的不良反应,所以直接将药物送到疾病的根源处能够获得最大的药效以及最小的副作用。

▲图自:EPFL / ETHZ

其次,微型机器人还展示出了在无创手术上的潜力。

对于患有严重疾病的病人尤其是老年人来说,大手术虽然会带来极大的创伤与极高的风险,但往往是唯一的选择,而微型机器人或许将成为一种避免大手术的方法:今后只需要输送一批机器人进入疾病部位就能让医生通过远程控制执行手术。此外,这一批机器人或许还能作为身体里的常驻巡逻部队,随时在源头上消灭体内发生的病变。

可以说在这样的微型机器人的帮助下,疾病带给人类的痛苦将有望大大减少。

当然,微型机器人既然能携带药物进入血管,自然也能进入其他人类无法轻易进入的地方。

像是在去年罗尔斯·罗伊斯(Rolls-Royce)公司与美国哈佛大学及英国诺丁汉大学就联合研发了一款直径仅为 10 毫米的微型「蟑螂」机器人,配备了 3D 扫描仪及摄像头的它能够爬到飞机发动机里,在不拆开引擎盖的情况下就能帮助维修人员了解其内部的损坏情况,使整个维修流程从 5 个小时缩短至 5 分钟,极大提升效率并降低成本。

而随着类似的微型机器人能覆盖的工作领域越来越大,人类的生活品质也无疑将进一步得到提高,至于这是否也对应着越来越多的人类将失业,或许也只能留待时间才能验证了。