科学家开发出纳米群机器人,未来可将纳米机器人技术转化为临床应用

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楼主 2020-07-18 15:34:58
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科沃斯DD35

香港的科学家开发了一种控制纳米机器人的新方法,这种开创性的方法模拟了自然群体行为,这是可以使血栓治疗取得重大进展的第一步。

纳米机器人是极小的机器人或机器,以纳米为单位,相当于一米的十亿分之一。它们可用于完成纳米级的机械任务,例如具有精确性和移动性地移动分子。

科学家们通过利用振荡磁场可以将重叠的带状物(左侧图)和成簇的块状物(右侧图)重新配置成纳米群的形状。

由香港中文大学的副教授Li Zhang领导的科学家团队,设计并实施了一项利用振荡磁场来创建高重组性的带状群的纳米机器人的策略,由数百万个磁性纳米粒子组成,每一个纳米粒子的宽度都小于1微米,长度小于红细胞的五分之一。

随着程序员调整所施加的磁场,纳米机器人群能够执行各种范围的结构变化,包括扩展、收缩、分裂和合并,所有这些都具有高度的准确性。

Zhang的调查结果曾在8月份的《自然科学》杂志上发表,他告诉CNN:“这个高度的重组性是一项重大的发现。纳米机器人群可以在高速的状态下被控制和运行,而这是前所未有的。”

感兴趣的话,可以点击链接查看视频:

最重要的是,这些纳米机器人的复杂变换可以在人类和动物的生命体系内完成。

外科医生希望可以操纵纳米机器人来穿过器官和血管内的高度密集的空间,从而使纳米机器人能够分解血液凝块并协助将靶向药物输送到细胞。

对于其潜在的医疗应用,纳米机器人主要处于生产的研发阶段,因为人体测试的法规很严格,所以纳米机器人在人类上的临床试验尚未得到批准。

Zhang的团队会继续与医疗团队合作,探索纳米机器人在临床领域的潜力。尤其是纳米机器人可以通过操纵胃肠道来用于解决胃肠疾病。

Zhang说:“我和来自香港威尔士亲王医院的医生一起合作,我希望我们能够在五年内将纳米机器人技术转化为临床应用。我们现在正在动物身上进行研究。”

Zhang的项目的目标之一就是模仿自然界中发现的群体行为,其中群体可以互动并实现个体群无法做到的事情。比如,鸟类、鱼类、昆虫甚至细菌都表现出群体行为。

张说,这个项目也受到了电影和流行文化中的纳米机器人的影响。

Zhang说:“其中一部电影就是超能陆战队,展现了一些与微型机器人群有关的概念。另一部电影是变形金刚,展示了机器狗是如何通过部署成千上万的小型球体机器人来侵入基地。”

当然,纳米机器人的应用仍然存在局限性。例如,由于血流速度很快,它们不能在心脏中使用,这会立即冲走机器人。

“重要的是我们认识到当前对纳米机器人的限制,”张说,“但我希望有更多的人能够更多地关注纳米机器人的研究......这令人感到非常兴奋。”

“我总是告诉我的学生,‘我们一起工作,冒险,因为我们仍在不断地学习。我们将会见证未来所发生的一切。’”

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