近日，MIT人工智能實(shí)驗(yàn)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(jī)器人。受到外部磁力的控制，折疊機(jī)器人在仿真的人類食管、胃部中進(jìn)行移動，可以用于移走誤吞食的紐扣電池、修補(bǔ)傷口、以及靶向用藥。

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

　　Rus表示：“看到我們做的折疊機(jī)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(jìn)入人體的應(yīng)用，我們需要小的、可控的、無鏈牽引的機(jī)器人系統(tǒng)。如果機(jī)器人是需要用繩拴住的，這樣真的很難操作控制。”

　　團(tuán)隊(duì)組成

　　與Rus并肩研發(fā)折疊機(jī)器人的這個(gè)團(tuán)隊(duì)有MIT人工智能實(shí)驗(yàn)室的博士后，同時(shí)也是英國約克大學(xué)的電子學(xué)講師Shuhei Miyashita；機(jī)械工程學(xué)研究生Steven Guitron；MIT人工智能實(shí)驗(yàn)室的博士后Shuguang Li； 東京工業(yè)大學(xué)的Kazuhiro Yoshida，當(dāng)時(shí)正在MIT游訪；英國謝菲爾德大學(xué)的Dana Damian。

　　之前折疊機(jī)器人的升級版

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

　　和之前Rus團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的一系列折疊機(jī)器人一樣，新機(jī)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(shí)，機(jī)器人會怎樣進(jìn)行折疊。

　　對機(jī)器人的預(yù)期同樣表明了這個(gè)折疊機(jī)器人的結(jié)構(gòu)性調(diào)整。Guitron 解釋了“粘滑運(yùn)動”成功運(yùn)行有兩個(gè)條件：一是機(jī)器人足夠小，二是機(jī)器人足夠堅(jiān)固。這次的機(jī)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(jī)器人不會完全依賴于粘滑運(yùn)動。Miyashita說：“根據(jù)我們的計(jì)算，20%的前進(jìn)運(yùn)動推動力來自于水，80%推動力來自粘滑運(yùn)動。”

　　機(jī)器人要被壓縮到足夠小，才能被放進(jìn)膠囊被人吞食。同樣地，當(dāng)膠囊溶解后，作用在機(jī)器人上的力要足夠大，使得折疊機(jī)器人能夠完全展開。經(jīng)過多次試驗(yàn)后，終于研發(fā)出了這種矩形機(jī)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(gè)折疊機(jī)器人。而機(jī)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(jī)器人的構(gòu)架，他們花了很長時(shí)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(gè)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(bào)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(shí)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(gè)很機(jī)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(gè)小時(shí)，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(shí)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(gè)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(jī)器人。”

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