種子大小機械人能執行五種手術功能

種子大小機械人能執行五種手術功能

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新型種子大小的手術機械人

這款集成五大功能的醫療機械人能 通過針尖大小的傷口進入人體

種子大小機械人能執行五種手術功能

新加坡南洋理工大學科學家研製出一款小如種子、體長僅四點四毫米的機械人，能在柔軟不平的表面上靈活導航，並以無線方式執行移動、切割組織、釋放藥物、抓取儲存組織樣本和遠端產熱五種手術功能，各項功能之間的切換不到一秒。這一成果為開發更精準的手術與醫療機械人鋪平了道路。相關論文發表於新一期《先進科學》雜誌。

為將多種功能集成至僅有幾毫米長的機械人內部，團隊開發了一種由磁場啟動的運動控制裝置，可在一秒內完成重新程式設計。其由軟體機械人領域常用的聚二甲基矽氧烷和Ecoflex等材料製成，團隊在這些材料中嵌入了五微米大小的磁性微粒，使機械人不同部位能對磁場作出差異化回應。

在小尺度下，磁場通常會同時影響整個設備，使其像一塊磁鐵般整體回應，從而限制了移動或啟動不同工具的精度。為此，團隊還精心設計了機械人的不同部位，保證只有特定部位對相同磁場作出反應，突破了微型磁性機械人的核心局限。

機械人中央是一個磁性模組，能在不同方向上進行磁化、退磁和再磁化。每個磁性方向都會觸發一種特定功能，使一個移動機械人能夠執行五種不同操作。

大多數微型磁性機械人僅擁有五個自由度，只能沿三個軸移動並繞兩個方向旋轉。新款機械人增添了第六個動作——滾動，使其能繞自身長軸旋轉。這讓機械人能更精細地控制姿態，在體內狹窄、柔軟且不規則的空間中導航時尤為關鍵。

實驗室測試結果顯示，這款機械人成功切割了生物組織，釋放了類比藥物微粒，抓取並儲存了組織樣本，還在磁場感應下定點產生局部熱量——有望用於熱療法抗癌領域。而且，超過百分之九十九的人類細胞在接觸機械人的材料後依然存活，表明在實驗條件下這些材料基本無毒。

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