海星幼蟲啟發(fā)的微型機器人可以精確地提供藥物。圖片來源：瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院

人類一直對微型機器人的想法很著迷，這種技術最終可以提供一系列的應用，包括在醫(yī)療保健方面，如有針對性的藥物輸送和顯微外科手術。這種機器人的設計常常受到自然界中的微生物，如細菌或藻類的啟發(fā)。

現(xiàn)在，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的一個研究小組首次開發(fā)了一種微型機器人設計，其靈感來自海星幼蟲，海星幼蟲利用其表面的睫狀帶進行游泳和進食。這個尚未命名的微型機器人措施是一個長方形，而且小十倍，只有四分之一毫米寬。它通過移動微小的表面毛發(fā)或纖毛在液體中游動，纖毛在各種微生物上發(fā)現(xiàn)，包括新生海星。這個超聲波激活的合成系統(tǒng)模仿了自私的纖毛帶的自然排列，并利用非線性聲學來復制幼蟲的運動和操縱技術。

研究人員使用光刻技術建造了一個具有適當傾斜的睫狀帶的微型機器人。然后他們從一個外部來源施加超聲波，使纖毛擺動。合成的纖毛每秒來回跳動超過一萬次，這比海星幼蟲的纖毛快了約一千倍。這些跳動的纖毛可以用來在前面產(chǎn)生具有吸力效應的漩渦，在后面產(chǎn)生具有推力效應的漩渦，其綜合效應使機器人 "火箭式 "地前進。

在實驗室實驗中，研究人員成功地使微型機器人在液體（如水）中直線游泳。在水中加入微小的塑料珠子，就有可能看到微型機器人產(chǎn)生的渦流。研究人員隨后安排了睫狀帶，使一個吸力漩渦位于一個推力漩渦旁邊，模仿海星幼蟲使用的喂食技術。這種安排使機器人能夠收集顆粒，并將它們按照預定的方向送出去。

研究人員認為，在可預見的未來，這種微型游泳器可以準確無誤地將藥物送到病變細胞中。領導這項研究的丹尼爾-艾哈邁德說：“我們的愿景是將超聲波用于推進、成像和藥物輸送。最初應用領域可能是治療胃部腫瘤。微型機器人將藥物專門運送到胃腫瘤的部位，然后將其送到那里，這可能使藥物更有效地被腫瘤細胞吸收，并減少副作用。”

然而，在這之前，一個重大挑戰(zhàn)仍有待克服：成像。研究人員已經(jīng)計劃通過加入造影劑，如那些已經(jīng)用于超聲醫(yī)學成像的造影劑，使微型機器人更加明顯。