微型機器人體內送藥、災區搜救 科幻情節成真!
一款柔軟靈活的半自主機器人,未來可能協助在瓦礫堆中尋找受困災民,甚至能在人體內精準投遞藥物。這聽起來像科幻小說的情節,但由賓州州立大學主導的國際研究團隊,正透過結合柔性電子與磁控技術,將這個構想化為現實。
傳統機器人採用堅硬材質,而這款新型軟體機器人則使用可彎曲材料,能模仿生物體的運動方式。這種特性讓它們得以穿越狹窄空間,無論是倒塌建築物的縫隙,或是人體複雜的內部構造。研究團隊成員、賓州州立大學工程科學與力學系副教授Huanyu Larry Cheng指出,如何在軟性系統中嵌入感測器和電子元件,一直是研發過程中的主要障礙。
「最大的挑戰在於如何讓它變聰明,」Cheng教授表示。他解釋,多數軟體機器人僅能單向接收指令,必須仰賴外部控制才能在複雜環境中移動。團隊目標是整合智慧感測器,讓機器人能自主感知周遭環境,減少人為幹預。
關鍵突破在於柔性電子元件的整合技術。Cheng教授說明:「傳統電子零件過於僵硬,會影響機器人的靈活性。我們將電子元件分散配置,在維持效能的同時,確保機體仍能自由彎曲。」研究團隊拍攝的影片顯示,這些機器人不僅能爬行,還能蜷縮成球狀滾動前進。
機器人內部嵌有硬磁性材料,可對外部磁場產生預期反應。研究人員透過調整磁場強度與方向,就能遠端控制機器人彎曲、扭轉或爬行,無需額外電源或實體線路連線。Cheng教授強調:「磁性幹擾是另一項技術難題,我們必須精心設計電路佈局,確保感測器在強磁場環境中仍能正常運作。」
這項技術在救災與醫療領域極具潛力。搭載感測器的機器人可自主偵測環境變化,例如在災區辨識熱源或障礙物,或在人體內根據酸鹼值、壓力等指標執行任務。韓國高麗大學副教授Suk-Won Hwang透露,團隊正致力開發可吞服的「機器人藥丸」,未來有望用於消化道檢測與標靶給藥。
「這項技術將大幅減少侵入性醫療程式,」Cheng教授補充道。他更展望未來能將機器人微型化至可注入血管,用於心血管治療。雖然目前尚未為這款機器人正式命名,但團隊已開放民眾投稿建議,為這項跨國研究成果增添趣味。
這項研究獲得韓國國家研究基金會與科學技術院支援,成果已發表於《奈米微米快報》期刊。有興趣為機器人命名的讀者,可將創意傳送至Cheng教授的電子信箱。