城大研發多足軟體機械人 游走人體內傳輸藥物

社會新聞 16:22 2018/10/01

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像毛蟲般多足的微型軟體機械人。(城大圖片)

香港城市大學(城大)領導的研究團隊成功研發像毛蟲般多足的微型軟體機械人,能夠在惡劣環境下載運重物;研究成果可為日後在人體內輸送藥物等醫療科技發展帶來新機遇。新研發的機械人極靈活,可越過高度逾其腿長10倍的障礙物;其多足設計也大幅減少與地面的摩擦,令它可在人體內滿佈或浸沒在體液或血液的表面迅速移動。

領導是次研究的城大生物醫學工程學系助理教授申亞京博士表示,微型機械人最特別之處是有數以百計、長度少於1毫米且柔軟如毛髮的尖腿。這項獨特的設計大幅減少了足底與表面的接觸面積以至摩擦。實驗測試結果顯示,無論是在乾爽或潮濕的環境,多足機械人與表面的摩擦均較無足機械人少40倍。

其製造材料也是主要特色之一。機械人以一種名為聚二甲基矽氧烷(PDMS)的矽物料造成,內含磁性顆粒,可通過電磁力作遙控。城大機械工程學系王鑽開教授說,材料和多足設計大大提升了機械人的疏水性能,由於矽膠柔軟,可輕易裁剪成不同形狀和大小的機械人,以作各種用途。王教授最先構思這項研究,並推動其他研究人員合作研發。

在實驗中,通過磁力操控器控制,機械人可用拍打或兩邊搖擺的方式向前移動。

王教授指出,人體內不同組織的表面高低不平,肌理也轉變不定,令藥物傳輸非常困難。我們發明的多足機械人在不同的表面上均可快速移動,在人體傳輸藥物方面有極大潛力。

王鑽開教授(右)和申亞京博士。(城大圖片)

研究團隊進一步發現,該機械人在面對較其腿長高10倍的障礙物時,憑藉其柔軟身體和可變形腿足,可輕易越過。機械人的載重能力亦極佳。實驗測試結果顯示,它可負載其體重100倍的物件,相等於一個人輕易舉起一輛26座位小型巴士。

研究團隊將從三方面優化該項目:尋找可生物降解的製作材料、研發機械人的新外型,以及增加其他特點。申博士指希望在未來兩三年內製成可生物降解的機械人,能夠在完成傳送藥物的任務後自然分解。研究成果已於最新一期科學期刊《自然通訊》發表。