據(jù)報道，休斯頓大學(xué)的研究人員表明，被稱為millirobots的毫米級機器人可以穿過人類身體內(nèi)部的組織。將通過磁錘法充分利用MRI掃描儀的梯度強度，增強以增強機器人的穿透力。

據(jù)記者報道，一個小機器人能夠穿過人類身體內(nèi)部的組織，這聽起來就像是科幻小說中的場景一樣。但是，這種機器人是真實存在的，并且，它可以在未來醫(yī)學(xué)中發(fā)揮重要的作用。

對這一概念進(jìn)行的一項新研究表明，被稱為millirobots的毫米級機器人能夠?qū)︶t(yī)院醫(yī)用掃描儀產(chǎn)生的磁場變化進(jìn)行響應(yīng)，并以此為動力穿透山羊的腦組織。而這一成就也對生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了重要作用。

許多醫(yī)學(xué)研究人員已經(jīng)做過關(guān)于利用磁場推動和牽引機器人在人體內(nèi)移動的實驗。在這種背景下，休斯頓的研究人員在一個子彈型機器人內(nèi)部安裝了一個“磁力錘”，這個磁力錘可以產(chǎn)生足夠的力量來推動機器人進(jìn)入動物的大腦中。

此外，機器人體內(nèi)還含有一個不銹鋼珠，它可以通過磁共振成像（MRI）掃描儀產(chǎn)生的磁場的方向變化，推動這個鋼珠在機器人體內(nèi)來回移動。當(dāng)移向一個方向時，此鋼珠可壓到機器人后面的機械彈簧，這樣，在彈簧將珠子釋放的時候，就可以擊打機器人的前端，將機器人錘擊到更深的身體組織中。

休斯頓大學(xué)電子與計算機工程助理教授阿倫·貝克爾（Aaron Becker）說：“這個機器人是由MRI系統(tǒng)和相對簡單的材料構(gòu)成，所以，它可以實現(xiàn)量產(chǎn)?！?/p>

這種機器人可以利用醫(yī)院的標(biāo)準(zhǔn)的MRI掃描儀，也就是說在診治過程中，醫(yī)生在患者體內(nèi)移動millirobots機器人的同時可生成患者的MRI成像。

許多研究微型醫(yī)療機器人的研究者，目前尚未在任何臨床實驗中使用該機器人。他們更傾向于使用定制的磁性線圈，以便更精確地控制影響機器人的磁場方向。相比之下，磁共振成像儀的磁場是固定在一個方向上，這就限制了對機器人移動方向的控制。

更復(fù)雜的是，核磁共振成像掃描儀的磁場梯度強度為每米20-40豪特，雖然能夠利用它來通過血管控制小機器人進(jìn)行移動，但是卻不能夠幫助機器人穿透身體組織。

然而，休斯頓大學(xué)的研究人員偶然發(fā)現(xiàn)的這個磁錘法，可以充分利用MRI掃描儀的梯度強度。并且，在設(shè)計機器人時，他們還增加了其他的功能，以增強機器人的穿透力。

該大學(xué)的電子和計算機工程博士后，也是該項目負(fù)責(zé)人的Julien Leclerc正在思考尋找一種類似于使用箭頭的方式。然后，他把三個鈦刀片安裝在長為50毫米、直徑為7毫米的設(shè)備上。這些刀片可以使機器人通過錘擊動作進(jìn)入羊羔的腦組織（這一羊羔腦組織來源于當(dāng)?shù)爻校＿@也意味著millirobot機器人再進(jìn)行操作過程中會留下一些小傷口，其類似于用于微創(chuàng)手術(shù)的達(dá)芬奇機器人的探針?biāo)斐傻膫凇?/p>

此外，研究人員也把一根針放在了機器人的探測端，這個針是由3D打印的熱塑料性的塑料制成。而針的向后倒鉤有助于將機器人固定在身體內(nèi)部的組織中。因此，每次不銹鋼珠滑到后端時，機器人都不會回縮。由于衛(wèi)生的原因，未來的設(shè)計會使用該種類針的合成版本。

多倫多大學(xué)的機械工程助理教授埃里克·迪勒（Eric Diller）說：“以前的大部分研究都集中于在人類身體內(nèi)移動機器人而不是讓機器人可以穿透身體內(nèi)部的組織?！彼麑⒋帕﹀N描述為“可以有效放大通過磁力驅(qū)動millirobots機器人力量的巧妙機制?！?/p>

迪勒說：“這種方法可以巧妙地提高峰值應(yīng)力，但是用更一般的方式應(yīng)用這種力量就會受到限制。由于它使用的是滑動部件，所以在摩擦力和粘附力干擾設(shè)備的情況下，縮小機器人的尺寸是非常困難的?！?/p>

蒙特利爾理工學(xué)院的教授，同時也是該機構(gòu)的納米機器人實驗室主任的Sylvain Martel稱：“與微創(chuàng)醫(yī)療方法相比，磁錘機器人能夠應(yīng)用在哪些醫(yī)療領(lǐng)域還不清楚，或許它會替代那些侵入性更強的手術(shù)。我們也正在為這項技術(shù)找尋應(yīng)用途徑?！?/p>

休斯頓大學(xué)的團(tuán)隊設(shè)想該機器人可以對一些醫(yī)療進(jìn)行小規(guī)模的干預(yù)。比如在椎管內(nèi)刺入囊腫或在MRI掃描儀下進(jìn)行活組織檢查。但是，他們也提出了一個更有野心的想法：有一天機器人會進(jìn)入人類的脊柱，并通過腦脊液到達(dá)人類的大腦。Leclerc說：“你可以想象一下，機器人在大腦中進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)的場景?！?/p>

在任何情況下，該團(tuán)隊都承認(rèn)磁錘millirobots機器人都還有很長的一段路需要走，也許在進(jìn)行臨床實驗之前可能會先在豬的身上進(jìn)行實驗。他們將繼續(xù)調(diào)整機器人的設(shè)計，其中Leclerc研發(fā)出的最新型號的伸縮刀片，可以在將機器人拉出人體時避免造成進(jìn)一步的傷害。即使設(shè)備的尺寸非常小，生物醫(yī)學(xué)機器人也必須特別小心。