血液清道夫！ 毫米级无缆软体仿生水母机器人！

血液清道夫！ 毫米级无缆软体仿生水母机器人！

据英国《自然·通讯》杂志2日发表的一项工程学最新研究，德国科学家团队报告了一种以钵水母碟状幼体为灵感的无缆软体机器人，它仅有几毫米大小，却具备运输和钻挖等多种功能。研究表明，该机器人能够操控其周围的水流动，完成一系列任务。

此次，德国马克斯·普朗克智能系统研究所科学家Metin Sitti及其同事，设计并制造了一种仅有几毫米大小的机器人，他们将一个磁性复合弹性体核（直径3毫米）与8个可弯曲的垂瓣连接在一起，施加振荡磁场后，这些垂瓣便会收缩再恢复，就像游泳的水母一样。

该团队将机器人称为“水母机器人”（jellyfishbot），其设计灵感来自钵水母碟状幼体，研究表明，该机器人能够像真的水母一般，操控其周围的水流动，自身完成一系列操作。

该团队将在这一机器人的基础之上，开发更小、可生物降解的软体机器人，以在医疗领域得到实际应用。

该研究的突破性意义体现在这是第一个水母机器人能在类似的尺寸条件下，模仿水母完成游动和捕食等动作。

游泳机器人具有生物医学和环境应用方面的潜力，而小型的游泳机器人，更是可以到达许多人类及常规器械无法触及的位置。

虽然目前已问世的机器人中，也有能够游泳的微型机器人，但是随着机器人尺寸的不断下降，诸如复杂物体操控等高级功能仍是一项不小的挑战，因为这种机器人可以搭载的组件大小是受限的，导致其应用也有限。

它由一个中央主体和八个可弯曲的襟翼组成，可以同时上下摆动。它们以每分钟150次的速度跳动，类似于小水母的速度跳动，并通过帮助机器人在水中前进的鳍状肢进行伸展。

在过往的水母状机器人的研究中，其他研究者的关注焦点主要是机器人的游动能力。除了游泳，他们的机器人也能选择性地运输不同大小的球珠、钻入球珠中逃避捕食者、混合不同的流体等。

实验证明，模仿水母的设计让机器人在体积极小的情况下依然具备出色和多样的运动能力，让这款机器人在实际应用层面有很大的想象空间。

在工程应用方面，团队将尝试把软体机器人应用到医疗领域。团队已经设计并制造了可以在膀胱内移动并进行精准送药的机器人原型。此外，他们还将使用这些软体机器人来有目的地堵住输卵管或血管，以达到避孕或其他治疗目的。重要的是，机器人在体内的运动是完全通过控制磁场变化远程操控的。

不过在实现这些目标之前，仍待解决的技术问题包括使用完全可生物讲解的材料，目的是为了让机器人在完成了特定任务后可在人体内降解，从而免去将机器人取回的过程。此外，团队还正努力将机器人进一步小型化，将其尺寸缩小至 100 微米以下，如此便能在人体血管内游动和工作。

目前团队已获得相关资金支持，将这项机器人技术用在实际的医疗应用中。研究团队将会现在动物体内进行相关实验，最终目标是将其用在人类患者的疾病治疗中。

软体机器人的发展需要解决众多关键挑战，其核心科学问题围绕着软体机器人组件结构设计，多物理性能耦合的智能材料还有软体机器人设计的标准化。

目前在复杂软驱动器上已有成熟的可制造范例并进行了批量生产。其制造过程中的几个相关因素：材料特性（粘度，弹性模量，极限强度和伸长率），失效模式等都有成熟的制造经验可借鉴。这些方法增加了增材制造，生物医学工程，控制工程，仿真模拟的专家在驱动器选择和制造过程中的理解，进一步推进软体机器人领域的发展。