近日，MIT人工智能實驗室CSAIL、謝菲爾德大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)的研究員聯(lián)手研發(fā)了一款由豬大腸制作的折疊機器人。受到外部磁力的控制，折疊機器人在仿真的人類食管、胃部中進行移動，可以用于移走誤吞食的紐扣電池、修補傷口、以及靶向用藥。

　　在本月的國際機器人與自動化會議上展示的這款折疊機器人，是在CSAIL主管Daniela Rus、MIT電氣工程和計算機科學(xué)教授Andrew和Erna Viterbi研發(fā)的一系列的折疊機器人基礎(chǔ)上開發(fā)的。

　　Rus表示：“看到我們做的折疊機器人可以做一些對醫(yī)療健康有潛在幫助的東西，這真的是很令人興奮。對于可以在進入人體的應(yīng)用，我們需要小的、可控的、無鏈牽引的機器人系統(tǒng)。如果機器人是需要用繩拴住的，這樣真的很難操作控制。”

　　團隊組成

　　與Rus并肩研發(fā)折疊機器人的這個團隊有MIT人工智能實驗室的博士后，同時也是英國約克大學(xué)的電子學(xué)講師Shuhei Miyashita；機械工程學(xué)研究生Steven Guitron；MIT人工智能實驗室的博士后Shuguang Li； 東京工業(yè)大學(xué)的Kazuhiro Yoshida，當(dāng)時正在MIT游訪；英國謝菲爾德大學(xué)的Dana Damian。

　　之前折疊機器人的升級版

　　這個新的機器人是在去年國際機器人與自動化會議展出的機器人的升級版，設(shè)計上面有很大的不同。他可以通過“粘滑運動”進行自我驅(qū)動，附屬體通過摩擦粘在物體表層，當(dāng)折疊機器人彎曲的時候可以改變重力分布從而實現(xiàn)自由滑動。

　　和之前Rus團隊設(shè)計的一系列折疊機器人一樣，新機器人包括兩層結(jié)構(gòu)材料。里面夾層的材料遇熱會收縮，而外層的縫隙結(jié)構(gòu)決定了當(dāng)中間開始收縮時，機器人會怎樣進行折疊。

　　對機器人的預(yù)期同樣表明了這個折疊機器人的結(jié)構(gòu)性調(diào)整。Guitron 解釋了“粘滑運動”成功運行有兩個條件：一是機器人足夠小，二是機器人足夠堅固。這次的機器人采用的是生物相容的材料，所以不會引起排斥。

　　由于胃里充滿了液體，所以機器人不會完全依賴于粘滑運動。Miyashita說：“根據(jù)我們的計算，20%的前進運動推動力來自于水，80%推動力來自粘滑運動。”

　　機器人要被壓縮到足夠小，才能被放進膠囊被人吞食。同樣地，當(dāng)膠囊溶解后，作用在機器人上的力要足夠大，使得折疊機器人能夠完全展開。經(jīng)過多次試驗后，終于研發(fā)出了這種矩形機器人，可以像手風(fēng)琴一樣折疊起來。

　　在折疊的中間部位有一塊永久磁體，磁體根據(jù)外界的反應(yīng)發(fā)生變化，人們可以通過這樣來控制這個折疊機器人。而機器人用同樣的磁力來吸引紐扣電池。

　　制作材料

　　研究員之前嘗試過20幾種不同的材質(zhì)來制作機器人的構(gòu)架，他們花了很長時間在亞洲市場和中國城搜選材料，最終確定了用來制作香腸腸衣的風(fēng)干豬腸，中間夾著可生物降解的收縮包Biolefin。

　　這個仿真的人造食管、胃部橫截面由硅樹脂膠制成，以水和檸檬汁的混合液來模擬胃酸。

　　可用于移除胃部異物

　　據(jù)報告顯示，僅在美國每年就會發(fā)生3500起吞食紐扣電池事件。通常，電池可以被正常消化。但是如果他們長時間接觸食道或胃組織，就會產(chǎn)生電流產(chǎn)生氫氧，燃燒的組織。

　　Miyashita用了一個很機智的方法向Rus證明快速取出誤吞食的紐扣電池的重要性。Miyashita買了一塊火腿，把紐扣電池放在火腿上，不到半個小時，電池就完全陷在火腿里面了。所以當(dāng)我們身體里真的有一塊電池的時候，我們需要盡快拿出來。

　　瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的教授Bradley Nelson稱：“這個概念真是既有創(chuàng)意又有可行性，把這種就診問題用優(yōu)雅地方式解決。這是我見過最令人信服的折疊機器人。”

　　Rus稱，會進一步改進折疊機器人、添加傳感器功能，這樣機器人就可以自己控制操作，不需要借助外部磁場的力量。