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王教授（前排右）、申博士（前排左）及其他參與開(kāi)發(fā)微型軟體機(jī)器人的城大研究人員。

香港城市大學(xué)（城大）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)像毛蟲(chóng)般多足的微型軟體機(jī)器人，能夠在惡劣環(huán)境下載運(yùn)重物。這項(xiàng)新研究成果，可為日后在人體內(nèi)輸送藥物等醫(yī)療科技發(fā)展帶來(lái)新機(jī)遇。

新研發(fā)的機(jī)器人極靈活，可越過(guò)高度逾其腿長(zhǎng)10倍的障礙物；其多足設(shè)計(jì)也大幅減少與地面的摩擦，令它可在人體內(nèi)滿(mǎn)布或浸沒(méi)在體液或血液的表面迅速移動(dòng)。

研究成果已于最新一期科學(xué)期刊《自然通訊》發(fā)表，論文題為「在干爽或濕潤(rùn)環(huán)境下均可運(yùn)作的仿生物多足軟體微型機(jī)器人」。

領(lǐng)導(dǎo)是次研究的城大生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系助理教授申亞京博士表示，微型機(jī)器人最特別之處是有數(shù)以百計(jì)、長(zhǎng)度少于1毫米且柔軟如毛發(fā)的尖腿。這項(xiàng)獨(dú)特的設(shè)計(jì)大幅減少了足底與表面的接觸面積以至摩擦。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果顯示，無(wú)論是在干爽或潮濕的環(huán)境，多足機(jī)器人與表面的摩擦均較無(wú)足機(jī)器人少40倍。


 

其制造材料也是主要特色之一。機(jī)器人以一種名為聚二甲基硅氧烷（PDMS）的硅物料造成，內(nèi)含磁性顆粒，可通過(guò)電磁力作遙控。

城大機(jī)械工程學(xué)系王鉆開(kāi)教授說(shuō)：「我們采用的材料和多足設(shè)計(jì)，都大大提升了機(jī)器人的疏水性能。此外，由于硅膠柔軟，因此可輕易裁剪成不同形狀和大小的機(jī)器人，以作各種用途�！雇踅淌谧钕葮�(gòu)思這項(xiàng)研究，并推動(dòng)其他研究人員合作研發(fā)。

在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)磁力操控器控制，機(jī)器人可用拍打或兩邊搖擺的方式向前移動(dòng)。

王教授說(shuō)：「人體內(nèi)不同組織的表面高低不平，肌理也轉(zhuǎn)變不定，令藥物傳輸非常困難。我們發(fā)明的多足機(jī)器人在不同的表面上均可快速移動(dòng)，在人體傳輸藥物方面有極大潛力。」

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，該機(jī)器人在面對(duì)較其腿長(zhǎng)高10倍的障礙物時(shí)，憑借其柔軟身體和可變形腿足，可輕易越過(guò)。

機(jī)器人的載重能力亦極佳。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果顯示，它可負(fù)載其體重100倍的對(duì)象，相等于一個(gè)人輕易舉起一輛26座位小型巴士。

申博士補(bǔ)充說(shuō)：「我們發(fā)明的微型機(jī)器人載重能力高，且能快速移動(dòng)及跨越障礙，極為適合應(yīng)用于惡劣環(huán)境，例如經(jīng)人體消化系統(tǒng)傳送藥物，或是進(jìn)行醫(yī)療檢查�！� 

在動(dòng)物以至人類(lèi)體內(nèi)進(jìn)行機(jī)器人測(cè)試前，研究團(tuán)隊(duì)將從三方面優(yōu)化該項(xiàng)目：尋找可生物降解的制作材料、研發(fā)機(jī)器人的新外型，以及增加其他特點(diǎn)。

申博士說(shuō)：「我們希望在未來(lái)兩三年內(nèi)制成可生物降解的機(jī)器人，能夠在完成傳送藥物的任務(wù)后自然分解。」

研究論文的首席共同作者是城大生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系博士生陸豪健、機(jī)械工程學(xué)系張梅博士。其他共同作者包括生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系博士生楊媛媛，以及北京理工大學(xué)的黃強(qiáng)教授和福田敏男教授。


瀏覽以下鏈接觀看軟體機(jī)器人影片（請(qǐng)標(biāo)示影片來(lái)源：香港城市大學(xué)）
https://drive.google.com/drive/folders/1r-ZifvYaRyjFh0VV4KXRfZ7OE0fmmemz