由城市大學的科學家領導的一項聯(lián)合研究項目中的研究人員已經開發(fā)出一種簡單的方法，可以通過用膠水狀的磁性噴霧劑涂覆物體來制造微型機器人。在磁場的驅動下，被涂物體可以在表面爬行，行走或滾動。由于磁性涂層具有生物相容性，可以在需要時分解成粉末，因此該技術證明了生物醫(yī)學應用的潛力，包括導管導航和藥物輸送。

該研究團隊由城大生物醫(yī)學工程系(BME)副教授沉亞靜博士與中國科學院深圳先進技術研究院(SIAT)合作。該研究結果已發(fā)表在科學期刊《科學機器人》上，標題為“凝集磁性噴霧將無生命的物體轉化為用于生物醫(yī)學應用的毫微機器人。”

用“磁性外套”將物體轉變成毫微機器人

科學家一直在開發(fā)可以適應不同環(huán)境的毫微微機器人或昆蟲規(guī)模的機器人的探索和生物醫(yī)學應用的。

沉博士的研究團隊提出了一種簡單的方法，可以通過使用復合膠狀磁噴涂劑(稱為M噴涂)對物體進行涂層來構造毫微微機器人。“我們的想法是，通過穿上這種磁性外套，我們可以將任何物體變成機器人并控制其運動。我們開發(fā)的M噴霧可以粘附在目標物體上，并在磁場驅動下激活它。”

M噴涂由聚乙烯醇(PVA)，面筋和鐵顆粒組成，可立即，穩(wěn)定且牢固地粘附在1-D，2-D或3-D物體的粗糙，光滑表面上。它在表面上形成的薄膜厚度僅為0.1至0.25毫米，足夠薄以保留物體的原始尺寸，形式和結構。

用M噴涂對物體進行涂層后，研究人員用單個或多個磁化方向將其磁化，這可以控制磁場如何移動物體。然后他們在物體上加熱直到涂層固化。

這樣，當受到磁場驅動時，這些對象可以轉換為具有不同運動模式的Millirobots，例如在玻璃，皮膚，木材和沙子等各種表面上爬行，翻轉，行走和滾動。該小組通過將棉線(1-D)，折紙(2-D平面)，聚二甲基硅氧烷薄膜(2-D彎曲/軟表面)和塑料管(3-D圓形物體)轉換成軟爬行動物機器人來展示了此功能，多足機器人，步行機器人和滾動機器人。

由CityU的科學家領導的一項聯(lián)合研究開發(fā)了一種通過用磁性噴涂劑涂覆物體來制造Millirobots的簡單方法。由于磁性涂層具有生物相容性，可以在需要時分解成粉末，因此該技術證明了生物醫(yī)學應用的潛力。圖片來源：城市大學

按需重新編程以更改運動模式

團隊可以根據需要重新編程millirobot的運動模式。本文的第一作者楊雄先生解釋說，按照慣例，機器人的初始結構通常在構造后就固定下來，從而限制了它在運動中的多功能性。但是，通過將固化的M噴涂涂層完全潤濕以使其像膠水一樣具有粘性，然后通過施加強磁場，可以改變M噴涂涂層的磁性顆粒的分布和排列方向(易磁化軸)。

他們的實驗表明，相同的millirobot可以在不同的運動模式之間切換，例如從在寬敞的環(huán)境中更快的3-D毛毛蟲運動到通過狹窄間隙的較慢的2-D六角琴運動。