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  微小型軟體機(jī)器人是近年來(lái)機(jī)器人領(lǐng)域的重要分支，在狹小空間工程探索、生物體內(nèi)藥物遞送、體內(nèi)醫(yī)療診斷等領(lǐng)域扮演著重要角色。近日，香港城市大學(xué)于欣格團(tuán)隊(duì)聯(lián)合大連理工大學(xué)解兆謙、北京航空航天大學(xué)常凌乾教授，合作開發(fā)了一款無(wú)源無(wú)線的電驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人。該軟體機(jī)器人系統(tǒng)從無(wú)線化設(shè)計(jì)和多功能傳感入手，實(shí)現(xiàn)了小型化軟體機(jī)器人在封閉空間中對(duì)液體環(huán)境的物理、化學(xué)和生物各項(xiàng)指標(biāo)的無(wú)線化監(jiān)測(cè)。 研究成果以Battery-free, wireless, and electricity-driven soft swimmer for water quality and virus monitoring（用于水質(zhì)和病毒監(jiān)測(cè)的無(wú)電池、無(wú)線、電力驅(qū)動(dòng)的軟體游泳機(jī)器人）為題，于2024年1月10日發(fā)表于Science開放獲取子刊Science Advances雜志。

  小尺寸機(jī)器人有能力在狹小和封閉空間中運(yùn)動(dòng)穿梭，因此，小尺寸機(jī)器人是在此類場(chǎng)景下（包括生物體內(nèi)）執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測(cè)或生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)的一個(gè)理想裝置。

  為實(shí)現(xiàn)此類任務(wù)，機(jī)器人裝置首先需要是無(wú)線的，任何繩索的牽絆都會(huì)限制其自由運(yùn)動(dòng)，這就要求機(jī)器人驅(qū)動(dòng)和傳感數(shù)據(jù)讀取必須是無(wú)線化的；另外，機(jī)器人需具備多重傳感能力，傳感指標(biāo)的多少關(guān)系到機(jī)器人監(jiān)測(cè)能力和智能化的強(qiáng)弱；如此多的功能要求往往依靠于在機(jī)器人系統(tǒng)之中集成更多的模塊，而這勢(shì)必對(duì)機(jī)器人的小型化帶來(lái)挑戰(zhàn)。

  該研究以管道場(chǎng)景為例子，展現(xiàn)了此小型軟體機(jī)器人系統(tǒng)在封閉環(huán)境下對(duì)溫度、離子和病毒的檢測(cè)能力。該研究展現(xiàn)了在封閉空間下，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的無(wú)線化和無(wú)電池化，并且無(wú)需取出機(jī)器人裝置即可無(wú)線化地讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。此無(wú)線化技術(shù)，亦可用于開發(fā)體內(nèi)生物醫(yī)用軟體機(jī)器人系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的體內(nèi)監(jiān)測(cè)和體內(nèi)主動(dòng)醫(yī)療功能。

  原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk6301

主要作者簡(jiǎn)介

于欣格，香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系副教授，博士生導(dǎo)師，香港青年科學(xué)院院士，香港RGC Fellow，國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金（港澳）獲得者，《麻省理工科技評(píng)論》創(chuàng)新35人。研究方向?yàn)樾滦腿嵝噪娮釉谏镝t(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

解兆謙，大連理工大學(xué)力學(xué)與航空航天學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)青年人才項(xiàng)目獲得者。研究工作主要聚焦于力學(xué)與生命健康前沿交叉領(lǐng)域，面向可延展柔性器件在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，發(fā)展微器件柔性化、一體化、集成化的新型力學(xué)設(shè)計(jì)及理論。

常凌乾，北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授，教育部長(zhǎng)江學(xué)者、中組部青年千人計(jì)劃等項(xiàng)目入選者。研究方向?yàn)榧{米電穿孔、細(xì)胞診療、生物芯片、生物傳感。

李登峰，香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系研究員，主要從事生物醫(yī)用微納機(jī)器人、軟體機(jī)器人和可穿戴觸覺(jué)反饋界面的研究。