是否确实存在“纳米机器人”(可以放入人体)?


Answers:


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是! 是的,我们确实有可以在血液中畅游的机器人!

rics在总结生产完全自主的纳米机器人的困难方面做得很好。类似于火星漫游者,具有更多的自治权,但很小。这不是唯一的机器人类型。尽管这绝对超出了我们当今研究人员/工程师的能力,但在这一领域还有另一条值得一提的话题:纳米操纵器。

传统上,机器人一直是自动化操纵器。在机器人操纵器的情况下,大多数处理和本地化挑战都可以减轻,机器人只需执行将零件A运送到位置B的任务。

在此处输入图片说明

这与纳米机器人的工作描述非常吻合:将药物A输送到器官B或采集样品A等。在这种情况下,可以使用一个非常小的电磁操纵器将其插入体内并移动,转动等。来自体外的磁场。因此,机器人最终只是一小块无毒的金属。

Boodstream中的游泳机器人
(来源:ethz.ch

将其视为“手”。磁场是“手臂”,MRI是“眼睛”,而某处的计算机是“大脑”。它没有完全嵌入,但从技术上讲它是纳米级的机械手。

如果您对此感兴趣(谁不会?),请查看以下内容。前面有很多很棒的视频:

  • 这个领域的关键人物是布拉德·尼尔森(Brad Nelson)。他在明尼苏达州圣保罗举行的ICRA 2012上做了主题演讲。它可以在这里免费获得 。看一看。

  • 有关更多信息(包括上述参考文件),请访问他的网页 http://www.iris.ethz.ch/msrl/research/current/index.php

  • 其中一个最酷从谈话外卖是他的“游泳者”机器人工作。更多信息(和视频!)在这里:http : //www.iris.ethz.ch/msrl/research/current/helical_swimmers/

  • 他正在研究两种类型的操纵器,但都插入,使用MRI进行跟踪,使用磁场进行移动/操纵,然后通过简单的针将其移除。

  • 这两种类型基于大小。较大的机械手使用磁铁更容易移动,但是较小的机械手可以更精确。

主题演讲后,我的印象是该技术正在迅速进入人体试验阶段。他们已经在牛眼和其他生物器官中进行了测试。我很想看看他们今年的产量。


那么,今年我们可能拥有可以在人类血液中畅游的机器人吗?
rics

@josh,等等,如果您体内有金属,MRI不会把您炸毁吗?
Shahbaz

1
@Shabaz,我对MRI等一无所知。它不在我的领域内,但是上面的链接清楚地表明,他们正在使用MRI跟踪其纳米机器人。
乔什·范德·胡克

2
“因此,机器人最终只是一小块无毒的金属。” 这不是真的。机器人是身体内部的一块金属,再加上定位和操纵该金属块所需的所有设备-位于身体外部。
2013年

2
游泳机器人图像的链接已死... :-(
Greenonline '16

12

苏黎世联邦理工学院(ETHZürich)最近发表的一篇文章指出,人工细菌鞭毛在异类粘性环境中的运动在微尺度上讨论了人工细菌在血流或眼睛中的运动可能性。在不同的甲基纤维素浓度下进行游泳测试。

我不认为由于现有的技术限制,这种方法不能在不久的将来用于人体。

目前尚不清楚如何

  • 用非过敏性物质制造这样的小型机器
  • 使用有效的电机
  • 小电池可以在工作期间存储足够的能量
  • 可以在体内移动而不会造成任何伤害,例如阻塞血液
  • 并且可以故意移动到计划的位置
  • 识别目的地
  • 并在那里工作
  • 最后,工作完成后可能会离开身体,
  • 所有可靠和可停止的,如果有必要的话,甚至可以跟踪进度。

†作者:凯瑟琳·佩尔(Kathrin E. Peyer),邱发民,李Fa和布拉德利·尼尔森(Bradley J.Nelson)(978-1-4673-1735-1 / 12 / S31.00©2012 IEEE)


您能否进一步扩展自己的想法?您在说什么约束?这么大的机器人制造技术吗?这是对人体中使用的那些机器人的不信任吗?
Shahbaz 2013年

我添加了一些有关需要解决的子问题的想法。我认为其中一些已经取得了一些进展,但是都没有准备好使用,而且作为一个复杂的问题,它们远非适用。
rics 2013年

哈哈,所以基本上什么都不清楚!
Shahbaz 2013年

您假设机器人的定义非常狭窄。
Josh Vander Hook

7

胶囊内窥镜是最类似于“纳米机器人”的科学分支。

相机药

其中的第一代只是带有摄像机的“可食用”摄像机,它被动地记录了人的消化道。最近的一轮发展集中在使它们更小,更易操纵。

它们仍然不够小,无法通过血管(至少,不安全)。


我不会把它称为纳米机器人或微型机器人。它可能是一个迷你机器人。
ott--

如果您可以找到现有的独立式微型机器人或纳米机器人的图片,那将是对原始问题的欢迎回答。
伊恩
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