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科学家研制微型“细菌机器人” 体长几十微米
http://tech.QQ.com  2009年05月21日08:12   腾讯科技    我要评论(0)

腾讯科技讯 据美国科学日报报道,目前,瑞士苏黎世理工学院科学家首次建造像细菌一样大小的微型机器人,这种机器人可在医学领域用于人体治疗。

该机器人是长有微型头状结构的螺旋线,像小型螺丝锥一样可在液体中旋进。当它们移动前进时,它们就像长着鞭子一样尾巴的丑陋细菌,目前仅能通过显微镜观测这些机器人,它们的体长为25-60微米,就像自然界中长有鞭毛的细菌,自然界中长鞭毛的细菌一般体长为5-15微米,有些细菌的体长可达到20微米。

这种微型螺旋线形状的机器人是模拟大肠杆菌和类似的细菌设计的,目前科学家称它们为“人造细菌鞭毛”(ABFs),这里的鞭毛是指细菌身体上像鞭子一样的尾部。苏黎世理工学院机器人智能系统学会教授布拉德利-纳尔逊(Bradley Nelson)领导一支研究小组从事这种机器人的设计、制造,并进行可操纵性游动控制。相比之下,这种机器人与细菌原型不同的是,它们将在人体疾病治疗方面发挥着重要作用。

这种微型机器人是由蒸汽沉积的超薄物质层构成,该物质层是以铟、镓、砷和铬物质特定的序列排列起来,然后这个细狭长的物质层卷曲起来,形成螺旋线形状。在机器人的前端有一个“微型头部”,是由铬、镍和金三层合金薄膜构成,也是采用蒸汽沉积方式形成的,镍是一种软磁铁,与其他物质相比,镍具有一定的磁性。纳尔逊解释称,这种特殊的磁头能使这种微型机器人以特殊的方式在磁场中移动,这个螺旋状机器人可在液体中游动,整个运动可通过显微镜进行观测记录。

在研究小组研究的软件下,通过调节几个磁圈产生磁场的强度和方向,这种微型机器人能够移动至特殊的目标,它可以向前、向后、向上或向下移动,还可以任何方向旋转。纳尔逊说:“我们研制的这个软件基于大量的物理和数学原理。”它不需要任何能量便能游动,也不需要任何可移动组件,惟一对它起到移动作用的就是磁场,这种微型机器人通常游动时每秒可行进20微米,相当于其体长。纳尔逊指出,改变磁场作用力可提高其速度,使该机器人每秒可行进100微米,对照之下,大肠杆菌每秒行进30微米。

这种微型机器人的设计用于生物医学领域,例如:它可以携带药物抵达人体内预定的位置,移除人体内动脉斑块或帮助生物学家修改细胞结构,由于细胞结构非常微小,使得生物学家很难直接操作。在最初的研究实验中,苏黎世理工学院科学家能使该机器人携带聚苯乙烯微球体。纳尔逊强调称,尽管当前研究小组仍进行着基础性的研究,但在不久的将来将进行实际性的医学应用。(子禾)

[责任编辑:joeyjiang]

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