3月7日消息,，據(jù)國外媒體報(bào)道,，科學(xué)家發(fā)明的細(xì)菌動力“機(jī)器人”即將實(shí)現(xiàn)人體之內(nèi)旅行的夢想,。
研究人員指出,，艾薩克·阿西莫夫的乘著微型潛艇完成人體之內(nèi)旅行的故事即將變成現(xiàn)實(shí),。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了利用細(xì)菌的天然推動力操縱微型機(jī)器人在液體中穿行的方法。
類似的裝置終將有一天將能夠?qū)⑺幬锘蚴潜O(jiān)視器送入液體為主的人體之內(nèi),，例如眼窩,、尿道或是脊椎。
位于匹茲堡的卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的助理教授梅丁·西蒂說,，“我們利用粘質(zhì)沙雷氏菌進(jìn)行研究,，這是細(xì)菌的一種，它能夠讓浴簾上長出粉紅色斑點(diǎn),。
在水樣的空間里操縱機(jī)器人對于的微小的細(xì)菌來說來并非易事,。以他們的大小來說，在水中移動就好像是在糖漿中游泳一樣困難,。
但是,，每個(gè)細(xì)菌都擁有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的螺旋狀尾巴，它被稱為鞭毛,，可以作為推進(jìn)的動力,。
梅丁·西蒂和他所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)將五到十個(gè)細(xì)菌導(dǎo)入到細(xì)小的聚苯乙烯空心圓珠中。這些細(xì)菌能夠吸附在圓珠中是因?yàn)榧?xì)菌本身自然帶有正電荷,，而圓珠而帶有負(fù)電荷,。
研究人員將這種細(xì)胞“機(jī)器人”置于葡萄糖水溶液中。在用葡萄糖對細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),，他們的旋轉(zhuǎn)的鞭毛可以推動“機(jī)器人”以大約每秒種15微米的速度前進(jìn),。
當(dāng)科學(xué)家們向溶液中加入硫酸銅時(shí)，重金屬銅離子會吸附在鞭毛上,，抑制了它的旋轉(zhuǎn),，相當(dāng)于剎車。
在加入另外一種化學(xué)物質(zhì)后可以將銅離子除掉,，“發(fā)動機(jī)”又可以工作了,。
梅丁·西蒂說，“我們可以依次加入這些化學(xué)物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)停止和繼續(xù)令它工作,。”
這種“機(jī)器人”將可以用針注射到人體之內(nèi),。利用外部實(shí)時(shí)成像技術(shù)，醫(yī)生可以看到“機(jī)器人”的位置并搖控它抵達(dá)到目的地,。
一旦“機(jī)器人”抵達(dá)目的地,，它就可以開始工作了，不管是檢查組織狀況還是釋放藥物,。
梅丁·西蒂說,，如果“機(jī)器人”是用生物可降解材料制成的話,，那么它可以在體內(nèi)分解或是引導(dǎo)它抵達(dá)尿道并排出體外。
布拉德·納爾遜是位于蘇黎士的瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院機(jī)器人與智能系統(tǒng)教授,。他說,，“這是一個(gè)讓微型目標(biāo)在液體里移動的巧妙方法。”
他說,，“目前的挑戰(zhàn)就在于讓他們停下來和啟動并操縱他們,。”
梅丁·西蒂對此表示同意，他指出,，要實(shí)現(xiàn)讓這種“機(jī)器人”進(jìn)行一次神奇之旅,，還需要“機(jī)器人”上攜帶電子設(shè)備、傳感器,、無線通信和微型電池,。
據(jù)澳大利亞廣播公司6日報(bào)道，美國科幻作家艾薩克·阿西莫夫筆下神奇的微型船隊(duì)人體之旅將要實(shí)現(xiàn)了,。研究人員發(fā)現(xiàn)了一種用細(xì)菌的自身推進(jìn)力驅(qū)動微型機(jī)器人穿行液體的方法,。
這樣的裝置將有助于將藥物或者監(jiān)視器送入人體如眼球腔、尿道或者脊柱等液體流過的部位,。匹茲堡卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的助理教授梅廷·斯蒂說：“我們使用的是粘質(zhì)沙雷氏菌,，它是一種能讓淋浴簾出現(xiàn)粉紅色斑點(diǎn)的細(xì)菌。”然而,，讓這種微小細(xì)菌穿行液體并非易事,，就它們的尺寸而言，它們穿行液體有如在糖漿中游泳一樣艱難,。但是,，這些細(xì)菌都拖著一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的螺旋式尾巴(也叫鞭毛)來推動它們前行。斯蒂和他的研究組將5到10個(gè)這樣的細(xì)菌引入一小滴聚苯乙烯中,。細(xì)菌便依附在液滴上,，因?yàn)樗鼈儽旧韼д姡郾揭蚁┑螏ж?fù)電,。然后,，研究人員把這種細(xì)菌和聚苯乙烯結(jié)合的液滴懸浮在一種水和葡萄糖的溶液中，吸收到葡萄糖的養(yǎng)分后,，細(xì)菌的旋轉(zhuǎn)鞭毛就會推動液滴前行,，速度約為每秒15微米。
當(dāng)科學(xué)家在溶液中加入了硫酸銅后,，重金屬銅離子吸附在細(xì)菌鞭毛上,，鞭毛便動彈不得，液滴就無法前行了,。當(dāng)在溶液中再加入另一種化學(xué)物后,，銅離子離開鞭毛，液滴又開始轉(zhuǎn)動了,。斯蒂說：“我們進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),，用化學(xué)物阻礙液滴運(yùn)動，然后分離化學(xué)物再讓液滴動起來,。”這一過程不會造成丁點(diǎn)傷害,。而且，更令人信服的是我們能夠通過注射方式將微型機(jī)器人送入體內(nèi),，使用外顯的即時(shí)成像技術(shù),，醫(yī)生便可觀察到機(jī)器人的位置，通過遙控手段讓它到達(dá)目標(biāo)位置,。
如果可行的話,，機(jī)器人將“大有作為”，可以監(jiān)控或者感知組織,，也可以輸送藥物,。斯蒂表示，如果機(jī)器人是由生物降解原料制成,，它還可以自行分解或者順尿道從體外排出,。瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院蘇黎世分校機(jī)器人技術(shù)與智能體系教授布拉德·內(nèi)爾森說：“用微米級物體穿行液體是聰明的方法，但是,，唯一的挑戰(zhàn)是如何操縱它們,，如何讓它們停、動自如,。”
斯蒂對這種說法表示認(rèn)可,，他說，要讓這種微米級機(jī)器人做這種奇妙的旅程,，還將需要載體電子學(xué),、傳感器、無線通信和微電池部件,。
