这种机器人灵感源于精子,可能彻底改变我们的
英国科学家从人类精子身上汲取灵感,设计出一款独特的微型游泳机器人。这款机器人外形酷似精子,拥有微小的磁头和弯曲的弹性尾巴,个头与跳蚤相仿。其设计灵感源于人类精子的外观和游动方式,但与真正的精子有着显著的区别。科学家们可以通过改变电磁电流来引导这些游泳机器人,使其在外部控制下灵活游动;它们并不具备生育能力。
这项创新研究的成果已在《流体物理学》杂志上发表。据合着者、英格兰埃克塞特大学讲师费奥多·奥格林介绍,这种精子形状的机器人为给药系统提供了一种高效且经济的模板。未来,这些微型游泳机器人有望被用于医疗领域,通过血管向身体的特定部位给药,从而彻底改变我们的医疗方式。
这一想法并不是首次被提出,之前已有数项研究尝试过设计以精子为灵感的游泳机器人。奥格林及其同事通过研究发现了一种成本较低的设计方案——使用简单的3D打印技术制作机器人尾部,并找到了头尾之间的完美比例。
在这项研究中,埃克塞特大学的科学家团队制造了多个游泳机器人原型,尾巴长度从1毫米到12毫米不等。他们在不同粘度的液体中测试了这些机器人,使用电磁电流引导它们前进。这些游泳机器人通过摆动尾部跟随电流路径前进,就像精子细胞在水中游动一样。
研究发现,尾长4毫米的游泳机器人移动速度最快,也最易于控制。该团队还测试了另一个假设:这些形似精子的游泳机器人是否能在狭窄的通道中利用尾部摆动泵送液体。为了验证这一点,研究人员将游泳机器人固定在培养皿内的矩形小槽中,并倒入液体。当使用电磁电流刺激游泳机器人时,它们的尾部摆动产生了足够的力量,成功地将液体泵送通过小槽。
这一系列的实验结果为未来的研究指明了方向。对于热衷于小型精子形机器人的研究者来说,下一步将是制造更小的机器人。虽然目前的机器人可以在主动脉等较粗的血管中轻松游动,但它们还需要缩小到微米级别才能在毛细血管等更细小的血管中导航。人类的精子虽小却蕴含着强大的动能,仍然有很多值得我们学习的地方。未来,这些微型游泳机器人在医疗领域的应用前景广阔,它们可以用于治疗疾病、输送药物等,为人类的健康福祉带来革命性的改变。
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