【創新科研】中大研「史萊姆」機械人用磁力操控 具變型能力料可用於醫療程序

社會 00:00 2022/04/11

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中大機械與自動化工程學系教授張立(左)、博士孫猛猛。(中大提供)

外形看上去黏黏稠稠,乍看似超級英雄電影中的外星人角色「毒魔」,但原來這「團」黑色物體,是由中大機械與自動化工程學系研發的「史萊姆」機械人,有望可用作醫療程序,到達常規醫療儀器未能觸及的部位,更可走進人體協助清除異物。研究團隊預計1至2年可開始進行動物實驗,目標於5年內可開展人體實驗。

中大機械與自動化工程學系團隊耗時半年創造出史萊姆微型機械人,主要由磁性顆粒及水凝膠組成,極具黏彈性。透過磁力,可控制其變成不同形狀及長度,亦可用作包覆物件,更可導電。

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研究小組主要成員、機械與自動化工程學系博士孫猛猛表示,以往的微型機械人,主要為固體或流體,前者變形能力有限,而後者移動較不穩定,各有缺陷。他在觀看電影時受角色啟發,嘗試結合現有機械人的優勢,採用水凝膠,做出該款具黏彈性軟體微型機械人。

教授張立就指出,機械人可針對常規醫療儀器未可觸及的部位,如腸道等,若病人不幸吞食小型有害物件,包括電池或尖銳物體到體內,醫生可利用機械臂,透過內窺鏡或吞食膠囊的方式,將機械人送到食道,將物件包裹後再抽出體外。此外,史萊姆機械人亦可在複雜、人類難以到達的環境中,例如充滿輻射的地方,進行電綫或電路修復。

史萊姆機械人可用作包覆物件,點擊下圖即看過程:

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張立說,史萊姆機械人通過細胞毒性檢測,停留人體48小時內不會造成危險,而在pH值約為4至5的環境中,機械人停留10分鐘亦可維持穩定。他表示,史萊姆雖有黏性,但不會輕易溶化,亦不會於移動時殘留碎片。張立續稱,史萊姆機械人造價十分便宜,數元美元可生產到約1升的分量。

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團隊下一步會進行更多實驗,測試機械人在人體複雜的環境中運作情況。目前團隊正在香港科學園內的中大「醫療機械人創新技術中心」,與蘇黎世聯邦理工學院、倫敦帝國學院及約翰霍普金斯大學合作,進行更多技術轉化及模擬運行實驗,預計1至2年可開始進行動物實驗,目標於5年內可開展人體實驗。團隊已在《先進功能材料》上刊登論文。

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記者:黃悅晴