跟胃镜说拜拜!MIT研发细胞机器人,欲穿肠过肚检查身体

AI商业观察 2018-07-24

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关键信息:MIT的研究人员创造出了一种可能是迄今为止最小的机器人,只有人体卵细胞大小,它们由2D电子设备附着在胶体上而来,光电二极管使其可以自供电,这种微型机器人能感知周围环境、存储数据,甚至还能执行计算任务

关键数据:该机器人的基质胶体微粒是一种不溶于水的微小粒子,大小只有1纳米到1微米之间。

关键意义:这种机器人最终可能会成为石油、天然气管道和人体肠道诊断的福音。

跟胃镜说拜拜!MIT研发细胞机器人,欲穿肠过肚检查身体

美国麻省理工学院(MIT)的研究人员创造出了一种可能是迄今为止最小的机器人,它们可以感知周围的环境、存储数据,甚至还能执行计算任务。这种机器人可以为自己供电,最终可能会成为石油、天然气行业、人体诊断的福音,它们可以沿着管道或肠道找出不合格的指标。

这机器人大约只有有人类的卵细胞大小,是在胶体上安装2D电子设备而来,胶体是一种不溶于水的微小粒子,大小只有1纳米到1微米之间,它们可以无限期地悬浮在液体甚至是空气中。

通过将微小的胶体微粒与复杂的电路结合起来,研究人员希望这些设备可以通过为人类消化系统到石油和天然气管道的任何东西进行诊断,或者漂浮在空气中来测量化学处理器或精炼厂的化合物含量。

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该研究今天发表在《自然纳米技术》杂志上。

麻省理工学院博士后 Volodymyr Koman是该论文的主要作者,他说:“胶体可以进入其他材料无法进入的环境,以不同的方式旅行。”尘埃颗粒可以在空气中无限漂浮,因为它们足够小,碰撞空气分子所产生的随机运动力比重力更强。类似地,悬浮在液体中的胶体也永远不会掉下来。

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虽然也有其他人在开发类似的微型机器人装置,但他们的重点一直是开发控制运动的方法,例如复制一些微生物有机体用来推动自身的尾状鞭毛。但斯特拉诺认为,这可能不是最有效的方法,在大多数情况下,让这些设备的功能更完整,比让它们移动更重要

由麻省理工学院团队制作的这款微型机器人是自供电的,可以自己提供动力,不需要外部电源,甚至不需要内部电池。一个简单的光电二极管提供了机器人电路所需要的电流来驱动它们的计算和记忆电路。这就足以让他们感知周围环境的信息,将这些数据存储在他们的记忆中,然后在完成任务后将数据读出。

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研究人员说,这些设备最终可能会成为石油和天然气行业的福音。目前,检查管道泄漏或其他问题的主要方法是让机组人员沿着管道进行物理驱动,并使用昂贵的仪器对其进行检查。原则上,这些新设备可以插入管道的一端,随水流一起运动,然后在另一端被移走,记录沿途遇到的情况,表明问题区域位置的污染物的存在。

类似地,这些颗粒大小的机器人也可能会被用于人体诊断,例如通过消化道寻找炎症或其他疾病指标。

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大多数传统的微芯片,如硅基或CMOS,都有一个扁平的、刚性的底物,当附着在胶体上时,它们在穿过环境需要经历复杂的机械应力而不能正常工作。另外,所有这些芯片都“非常耗费能量”,这就是为什么团队决定尝试2D电子材料,研究人员发现这些材料可以附着在胶体表面上,即使在进入空气或水中后仍然可以运作。这样的“薄膜电子学”只需要很少的能量。“它们可以用微伏特的电压驱动,”论文作者说。

这项工作得到了美国海军研究办公室和瑞士国家科学基金会的支持。

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