隨著科技越來越發(fā)達(dá),人們所追求的也越來越精致,“小”是精致的代名詞。
從前像磚頭一樣的大哥大已經(jīng)成為古董,而如今,生產(chǎn)輕巧纖薄的智能手機(jī)的廠商一家更比一家強(qiáng),從前信號不好就要去拍拍“大屁股”的臺式電視,已經(jīng)發(fā)展成超薄液晶電視,電腦也是越輕巧越受歡迎。
機(jī)器人領(lǐng)域,同樣也在追求“小”。
其實,微型機(jī)器人的研究開發(fā)已經(jīng)持續(xù)了多年,至今,世界各國已經(jīng)在微型機(jī)器人的研究方面取得了不少成果。如今,隨著技術(shù)的發(fā)展,無數(shù)科學(xué)家都在嘔心瀝血,持續(xù)努力把機(jī)器人變得越來越小,越來越輕便。
對于微型機(jī)器人來說,最廣泛的應(yīng)用還是在醫(yī)療領(lǐng)域。
很久之前,人們就開始幻想把自己縮小,進(jìn)到自己的身體里,比如在吳承恩所寫的《西游記》里,孫悟空故意變小被鐵扇公主吃下去,通過折磨她來達(dá)到借扇子的目的。如今,吳承恩的幻想成為了現(xiàn)實,微型機(jī)器人早就能夠做到這一點,但絕對不是折磨人,而是救人。
一、膠囊內(nèi)鏡機(jī)器人:應(yīng)用最為成熟的微型機(jī)器人
微型機(jī)器人進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域,起源于人們對改進(jìn)檢查方式的要求。傳統(tǒng)的腸鏡檢查會令患者感到不適,由此催生了微型機(jī)器人在腸胃檢查方面的應(yīng)用。
二、微型手術(shù)機(jī)器人:微創(chuàng)、精準(zhǔn)醫(yī)療的需求
近幾年來,手術(shù)越來越講究微創(chuàng),從前的腹部手術(shù)需要打開患者的腹腔,不僅不利于恢復(fù),也會增加感染的風(fēng)險。而如今,許多常見的手術(shù)只需要通過微型醫(yī)療機(jī)器人, 連連硬幣大小的傷口,都會顯得多余。
2015年,美國的科研團(tuán)隊研發(fā)出一種超微型機(jī)器人。它能夠被用在耳朵、支氣管等較小的人體部位,縮小了需要打開的切口。
2017年,美國麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)明了一款神奇的微型折疊機(jī)器人,這種微型機(jī)器人被包裹在用冰做成的口服含片里,被人服下后會通過食道進(jìn)入胃里,冰膠囊融化后,機(jī)器人會像折紙一樣打開。展開后的機(jī)器人看起來就像一張有皺褶的紙, 它們遇熱或受磁場作用時會膨脹或收縮,進(jìn)而使機(jī)器人移動。外科醫(yī)生通過外部電磁場影響機(jī)器人身上的磁鐵, 進(jìn)而控制機(jī)器人的運動。機(jī)器人也能通過屈伸自己的皺褶,沿著胃壁爬到指定的位置。此外,它還可以用自帶的磁鐵“捕捉”并移除異物,比如誤吞的紐扣電池等。
三、血管機(jī)器人:“運輸工”與“清道夫”
隨著微型機(jī)器人越做越小,完成一些更微觀的特定工作成為可能,血管機(jī)器人便是機(jī)器人應(yīng)用于靶向治療的產(chǎn)物。
以往生病我們通過口服或者皮下注射的方式用藥,但這種方式難免會造成藥物的浪費,或者需要更多其他材料輔助,才能幫助藥物更好的吸收。藥物研發(fā)人員也在不斷探索更好的藥品和用藥方式,但是除此之外,機(jī)器人在藥物治療方面也展現(xiàn)出了非凡的實力。
目前,血管送藥機(jī)器人輸送藥物主要有兩種方式:一是作為容器攜帶藥物至特定部位,然后通過控制變形打開容器;二是把機(jī)器人成海綿狀,先浸吸藥物到達(dá)目的地后通過變形擠壓釋放藥物,從而達(dá)到精準(zhǔn)釋放的目的。通過這種方法,醫(yī)生就能夠更好的精確控制藥物的使用位置與劑量。
除了輸送藥物,微型機(jī)器人還可以用于血管清理。借助納米技術(shù),機(jī)器人領(lǐng)域的研究者們設(shè)計出了一系列微型機(jī)器人,他們能夠在病人體內(nèi)對血管進(jìn)行操作。
例如,德國開發(fā)出一種像扇貝造型的微型游泳器,它能以不同速率將殼體打開、關(guān)閉,穿梭于具有黏度的液體中,因此可以運用在血液黏性提高所導(dǎo)致的心血管疾病的研究與治療上,對人類健康有所幫助。
四、微型機(jī)器人的無限前景
目前,在微型機(jī)器人的醫(yī)療應(yīng)用方面,最活躍和受人關(guān)注的是關(guān)于癌癥治療的問題。配合基于4D打印技術(shù)的醫(yī)療技術(shù)方案,微型機(jī)器人成為探索癌癥治療,或者靶向治療的一種針對性技術(shù)。
但是,目前不論是基于4D打印技術(shù)的靶向治療技術(shù),還是基于電子技術(shù)的“微型機(jī)器人”靶向治療技術(shù),都還需要時間進(jìn)行完善,真正成熟的應(yīng)用產(chǎn)品還鳳毛麟角。而且多個科室的臨床需求已經(jīng)開始顯現(xiàn),我們可以說,目前的最新研究可以讓我們看到未來的新方向。
不久的將來,隨著科研人員的不懈努力,顛覆性突破的實現(xiàn)與臨床應(yīng)用指日可待。人類對于已知的癌癥等等,將不再恐懼,我們期待借助于“微型機(jī)器人”配合治療能獲得顯著的療效。