我们在很多的科幻作品里会见到人类被塞进地下,然后充满了曲折和大量细节,这样足以让剧情更加跌宕起伏。

也有些作品会写到纳米机器人,作为一系列延长生命的攻击和特殊的生物武器。但就像多数读者一样,我们看小说的时候关注的是情节是否足够吸引人,而纳米机器人是否真的有发展潜力还不得而知。然而在1959年,我们就了解到一个名为“燕子医生”的计划,让我们足够了解它的前景。

 

机器人勇敢的心

在过去的几十年中,我们已经把目标放在了外科手术上?或者将纳米机器人很大程度上用在了滑板或者会飞的汽车上?然后,任何事物的关键取决于你怎么看它。

如果我们把机器人定义为一个自动或者半自动的装置,它可以感知环境中的变化并作出某种反映,那么,似乎可以将它用在某些医疗领域。如在可植入式的心脏起搏器,这个设备的工作模式是这样的:监控从心脏传来的天然电信号,然后判断在必要的时候给予一定的电击刺激。自动的?是的。检测环境的?是的。会有影响?是的,特别是当你考虑一些起搏器内置除颤器能够使得心脏重新找回节奏。听起来似乎是给我们装了个机器人。

至于尺寸,植入式的心脏起搏器离纳米机器人的要求还很大。但小型化的趋势已经把我们从装置在胸部下的甲板发展成了只需植入一块卡片般的大小。甚至一个药丸般大小的起搏器,能够直接通过微创穿刺手术插进我们的心脏。它可能不是纳米级,但是趋势在往正确的方向发展。

也有种说法,自主意味着在一个环境中移动的能力,这当然不是植入式心脏起搏器的工作。它的任务不需要流动性,所以这样的设计对他来说意义不大。针对目前移动的需求,我们必须定义一种包括在胶囊内窥镜检查中使用的微型无线摄像机。这是一个用于替代传统的内窥镜检查的程序,只需要将丸形的相机吞下,就能将整个消化道的视频发送到皮带上的接收器中。相机是移动的,但它只有依靠消化肌肉的运动移动,并不能主动的进行移动。病人能做的只是等待相机被排除体外,然后就把他冲走,这听起来貌似很浪费。 

胶囊机器人工具包


或许结合心脏起搏器和内窥镜摄像机我们能看到未来的机器人是怎么样的。我们或许很难想想一个微米大小的装置在我们身体内容进行手术,而且不依靠于电动执行机构。在相机中添加或发送图像到一个熟练的外科医生手上或者使用车载图形仪进行分析,我们能得到一个真正的能够“吞下的医生”。

使用胶囊加推进系统的设备能提供完全的自主运行所需要的灵活性。我们可以使用类似微型坦克履带作为胶囊的推进装置,它会抓住任何它碰到的血管。或者我们在设备内部依靠喷气的方式使用血液进行推进。

这个胶囊名为endorobots胶囊,是在一款开源的胶囊机器人的平台上进行的扩展。使用了一种可在胶囊内滚动的柔性电路板,具有可混合和匹配多个模块的能力。当前的模块包括电源管理和通信子系统;还有一系列的传感器,其中包括加速度计、陀螺仪和磁场计;它使用直流电机进行驱动。他们甚至提供了一个基于网络的设计系统框架,使用该模块能够模拟其他的功能。这里也有一套适合学生和业余爱好者的系统版本。

尽管取得了一些进展,纳米机器人任然没有达到我们在科幻作品中看到的效果。同时随着我们越来越多的以来与这类的产品,我们人类的能力会继续萎缩。直到真正的纳米机器人出现为止,这一规模的机器人有很大的潜力。

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