据《自然通讯》杂志发表的题为《受皮肤启发的电子植入式传感机器人》的论文称,北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家发明了配备电子皮肤和人造肌肉的创新型软体机器人,使它们能够感知周围环境并实时调整动作。
在他们的研究中,机器人被设计成模仿动物肌肉和皮肤的协同工作方式,使其在体内使用更有效、更安全。电子皮肤将各种传感材料(如银纳米线和导电聚合物)集成在柔性基底中,与真实皮肤的复杂传感功能非常相似。
“这些软机器人可以执行各种控制良好的动作,包括在生物环境中弯曲、伸展和扭曲,”论文第一作者、卡罗莱纳州应用物理科学系博士后研究员林张说。“它们被设计成轻轻地附着在组织上,减少压力和潜在损伤。受海星和种子荚等自然形状的启发,它们可以改变结构以有效地执行不同的任务。”
这些特性使得软感知机器人具有高度的适应性,可用于增强医疗诊断和治疗。它们可以改变形状以适应器官,从而更好地感知和治疗;能够持续监测膀胱容量和血压等内部状况;根据实时数据提供电刺激等治疗;并且可以吞咽以监测和治疗胃部疾病。
一种可食用的机器人,称为治疗夹,可驻留在胃中,可以监测 pH 值并在较长时间内输送药物,从而改善胃肠道疾病的治疗效果。治疗夹还可以轻轻地附着在跳动的心脏上,持续监测电生理活动,测量心脏收缩并提供电刺激来调节心律。
机器人夹钳可缠绕在人的膀胱上,测量膀胱容量并提供电刺激来治疗膀胱过度活动,从而提高患者护理和治疗效果。机器人袖带缠绕在血管上,可实时准确测量血压,提供非侵入式的精确监测解决方案。