细菌动力机器人可望实现人体内旅行

点击次数:   更新时间:2020-08-31 04:27     来源:火狐体育官网下载

  研究人员指出,艾萨克·阿西莫夫的乘着微型潜艇完成人体之内旅行的故事即将变成现实。

  类似的装置终将有一天将能够将药物或是监视器送入液体为主的人体之内,例如眼窝、尿道或是脊椎。

  位于匹兹堡的卡内基·梅隆大学的助理教授梅丁·西蒂说,“我们利用粘质沙雷氏菌进行研究,这是细菌的一种,它能够让浴帘上长出粉红色斑点。

  在水样的空间里操纵机器人对于的微小的细菌来说来并非易事。以他们的大小来说,在水中移动就好像是在糖浆中游泳一样困难。

  但是,每个细菌都拥有一个旋转的螺旋状尾巴,它被称为鞭毛,可以作为推进的动力。

  梅丁·西蒂和他所带领的团队将五到十个细菌导入到细小的聚苯乙烯空心圆珠中。这些细菌能够吸附在圆珠中是因为细菌本身自然带有正电荷,而圆珠而带有负电荷。

  研究人员将这种细胞“机器人”置于葡萄糖水溶液中。在用葡萄糖对细菌进行培养时,他们的旋转的鞭毛可以推动“机器人”以大约每秒种15微米的速度前进。

  当科学家们向溶液中加入硫酸铜时,重金属铜离子会吸附在鞭毛上,抑制了它的旋转,相当于刹车。

  梅丁·西蒂说,“我们可以依次加入这些化学物质来实现停止和继续令它工作。”

  这种“机器人”将可以用针注射到人体之内。利用外部实时成像技术,医生可以看到“机器人”的位置并摇控它抵达到目的地。

  一旦“机器人”抵达目的地,它就可以开始工作了,不管是检查组织状况还是释放药物。

  梅丁·西蒂说,如果“机器人”是用生物可降解材料制成的话,那么它可以在体内分解或是引导它抵达尿道并排出体外。

  布拉德·纳尔逊是位于苏黎士的瑞士联邦技术学院机器人与智能系统教授。他说,“这是一个让微型目标在液体里移动的巧妙方法。”

  梅丁·西蒂对此表示同意,他指出,要实现让这种“机器人”进行一次神奇之旅,还需要“机器人”上携带电子设备、传感器、无线通信和微型电池。

  据澳大利亚广播公司6日报道,美国科幻作家艾萨克·阿西莫夫笔下神奇的微型船队人体之旅将要实现了。研究人员发现了一种用细菌的自身推进力驱动微型机器人穿行液体的方法。

  这样的装置将有助于将药物或者监视器送入人体如眼球腔、尿道或者脊柱等液体流过的部位。匹兹堡卡内基·梅隆大学的助理教授梅廷·斯蒂说:“我们使用的是粘质沙雷氏菌,它是一种能让淋浴帘出现粉红色斑点的细菌。”然而,让这种微小细菌穿行液体并非易事,就它们的尺寸而言,它们穿行液体有如在糖浆中游泳一样艰难。但是,这些细菌都拖着一个可旋转的螺旋式尾巴(也叫鞭毛)来推动它们前行。斯蒂和他的研究组将5到10个这样的细菌引入一小滴聚苯乙烯中。细菌便依附在液滴上,因为它们本身带正电,而聚苯乙烯滴带负电。然后,研究人员把这种细菌和聚苯乙烯结合的液滴悬浮在一种水和葡萄糖的溶液中,吸收到葡萄糖的养分后,细菌的旋转鞭毛就会推动液滴前行,速度约为每秒15微米。

  当科学家在溶液中加入了硫酸铜后,重金属铜离子吸附在细菌鞭毛上,鞭毛便动弹不得,液滴就无法前行了。当在溶液中再加入另一种化学物后,铜离子离开鞭毛,液滴又开始转动了。斯蒂说:“我们进行了多次实验,用化学物阻碍液滴运动,然后分离化学物再让液滴动起来。”这一过程不会造成丁点伤害。而且,更令人信服的是我们能够通过注射方式将微型机器人送入体内,使用外显的即时成像技术,医生便可观察到机器人的位置,通过遥控手段让它到达目标位置。

  如果可行的话,机器人将“大有作为”,可以监控或者感知组织,也可以输送药物。斯蒂表示,如果机器人是由生物降解原料制成,它还可以自行分解或者顺尿道从体外排出。瑞士联邦理工学院苏黎世分校机器人技术与智能体系教授布拉德·内尔森说:“用微米级物体穿行液体是聪明的方法,但是,唯一的挑战是如何操纵它们,如何让它们停、动自如。”

  斯蒂对这种说法表示认可,他说,要让这种微米级机器人做这种奇妙的旅程,还将需要载体电子学、传感器、无线通信和微电池部件。

火狐体育官网下载
CopyRight 火狐体育官网下载 ALL Rights Reserved