让机器人大夫钻进您的体内看病？这个匪夷所思的主张正渐渐成为实际。用微型机器人实现药品传送、外科手术、智能植入、静态环境分析……将来计日而待。

若是没有后文的诠释，那末下面这幅场景必然十分离奇：2006年10月，正在蒙特利尔的一个严寒的深夜里，一些工科学生和他们的导师Sylvain Martel围坐正在一间房间里，根据核磁共振机观测一只由于被麻醉的猪。安静的氛围不时被喘气和掌声所打断。

一名病院技师用导管正在猪的颈动脉注射了一颗钢珠，取圆珠笔笔尖的钢珠巨细相仿。颠末几分钟毫无动静的困难守候以后，人们正在电脑屏幕上观察到，钢珠入手下手跳动，并且跳跃轨迹取实验团队之前标绘出来的大同小异。

正在活体生物的血管中无线操作物体，这仍是头一回；而关于微型主动机械行业而言，这可谓是新纪元的曙光——虽然范围要小得多，但这一造诣仍然不亚于登月乐成。

全球范围内的浩瀚研讨团队，今朝正致力于相干观点考证的研讨，意正在获得更大的发展：正在将来开收回微型机器人，正在大到动脉、小到毛细血管的活体血管中都能够自由行动，而当前良多必需要根据开刀手术才可以实现的医疗操纵，还能够由微型机器人来完成。

Martel 博士正在高新科技杂志IEEE Spectrum上颁发的一篇论文中指出，此刻已获得的发展能够用来医治癌症；正在医治过程中，机器人能够被用来向肿瘤部位直接施放药物，进而只杀死癌变细胞，没有影响到其他康健的细胞。

但要实现此项医疗使用的挑衅也是庞大多样的。Martel 指 出，办理这一些挑衅「需求诸多学科的通力协作」。血液是具有粘性的，而让这么小尺寸的机器人可以自由地正在血液里活动，是物理学的困难；而微型机器人的动力供 应和电脑成像，则是工程学的挑衅。别的也有生物学的题目：因为机器人也许终究没法由人体中掏出，所以建造机器人的资料，不只需求对性命无毒害，并且最好还 是人体可以自行降解的。

多伦多大学的机械工程学传授Eric Diller 告诉我（本文作者：Elizabeth Armstrong Moore），当下高新科技尚不可以制作出知足尺寸规定且还能一般事情的微型机械人。即便高新科技颠末成长干到了这一部份，还没法为机械人供应充分的动力，何况还还制作不出来充分小的机械元件。不外，研究人员取法自然：他们参照细菌，设计出了仿生微型机械人。

「纤细生物所体验到的环境，取我们这一些大体积生物感知到的全然不一样，」Diller 博士指出：「如果小生物正在水里泅水，那末水面看上去就会很浓稠，所以小生物正在水里泅水的体例就必将和我们不一样。例如许多品种的细菌全是用鞭毛泅水的，而我们还看到，鱼类比细菌大得多，它们的泅水体例就不一样于细菌。

正在本年的早些时候，Diller 的团队宣布了他们最新的研究进展：他们制作出了只有一毫米巨细的机器人，并为之装备了两只机器臂，经过磁场力来驱动和节制。如许，多个机器人就能够搭成一座桥。Diller 指出，微型机器人并不是只会应用于传送药品；它们乃至能够正在人体的脉管体系和器官里修复生理组织。

伊利诺伊大学厄本那—香槟分校的本科生Caroline Cvetkovic 正在做一项取上文相似的工程项目——让机器人用自身的肌肉行走。Cvetkovic 的团队先是用水凝胶建造微型机器人的脊柱，然后再利用骨骼肌细胞的电子脉冲，让机器人动起来。

「我们模仿很多哺乳动物身上的肌肉-筋腱-骨骼生理体系而为机器人设计了这一体系，」Cvetkovic 用 电子邮件向我阐释道理：「该体系不只符合生理标准，还模仿生物利用能量的方法来发力和步履。以人体为例，当一块肌肉收缩时，气力会经由过程相连的肌腱传送到骨 头顶上。而我们的仿生机器人，当肌肉细胞收缩（经由过程电刺激的方法）时，该举措会发生一种向内的力，经横向骨骼传送至纵向骨骼。因为机器人的骨骼是由柔韧的水 凝胶制成的，因此在气力足够大的时分，骨骼能够蜿蜒变形。假如一根纵向骨骼（大概说是机器人的一条『腿』）比另外一根纵向骨骼（腿）更长，那末前者比后者移 动的幅度就更大，因此我们就能够观察到仿生机器人的定向挪动（例如走路）。

Cvetkovic 料想：「将来将会制造出一批可适用于医疗的生物机器人，具有药品传送、外科手术、智能植入、静态环境分析和其他数不清的使用功用。」

Robert Woods 是一名电气工程师，他建筑了哈佛大学微型机器人实验室，与此同时也是《国家地理》杂志2014 年新人探险家之一。他以为，机器人手艺的将来标的目的，不只仅仅是尺寸小，还要取法自然，加强柔韧性。

Woods 正致力于研讨一种机械蜜蜂。这类一次性运用的机械蜜蜂本钱昂贵，用处包含农作物授粉、处置搜救行为，和探测危险物品。Woods 指出：「假如你想造作出一种会飞的物品，正在大自然里，现有的就有几十万种造作方法了。但我们不全是大自然的搬运工。我们一直正在勤奋了解生物的构造、流动和举动背后的来踪去迹，而且将之转译为工程学的言语。」

就正在上周，欧洲和以色列的一个科学家团队声称，他们根据模拟扇贝，正在办理微型机器人自立举动的问题上又迈进了一步。他们的研究成果宣布正在期刊Nature Communications 上。 研究成果评释，该团队用生物工程技术造作出的扇贝只有零点几毫米大，可以正在人的眼球里游动。正在该研究成果中，真正的发展，正在于机器人的确可以自行游动。和 现阶段许多机器人模子一样，扇贝机器人以外正在的磁场力为动力；但和如今曾经造造出的微型机器人差别的是，扇贝机器人是根据向内部输入能量来实现活动，而非由 外部拖拽着前行。

将时候回溯到1959年，诺贝尔物理学奖得主 Richard Feynman 做了一场有名的演讲。正在演讲中，他描写了他的一名同伙的「想入非非」，即「若是您能把大夫吞下去，让大夫正在体内动手术的话，那一定非常有意义。」Feynman为设立正在加州理工学院的美国物理学会提了一个题目：「如何能够制造出那末小的机器？这个题目回您们了。」

在数十年后的本日，来源于差别学科行业的研究者们仍然在勉力办理该题目，然则已经的幻想在本日看来不再是炙冰使燥了。机械大夫能够经过打针而非吞咽的体式格局进入人体，不外它的尺寸比Feynman本身描写的还要小，并且也许会比我们所能设想到的更灵便。