醫(yī)療黑科技的探索:一款可以“食用”的機(jī)器人

時(shí)間:2017-10-10

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導(dǎo)語(yǔ):一直以來(lái),研究人員都在嘗試開(kāi)發(fā)一種能讓人們安全食用的電子產(chǎn)品,包括可食用的晶體管、傳感器、電池、電極、以及電容器等,如果你能把它們都放在一起的話(huà)……其實(shí),就是一款可食用的機(jī)器人了。

一直以來(lái),研究人員都在嘗試開(kāi)發(fā)一種能讓人們安全食用的電子產(chǎn)品,包括可食用的晶體管、傳感器、電池、電極、以及電容器等,如果你能把它們都放在一起的話(huà)……其實(shí),就是一款可食用的機(jī)器人了。但是,目前似乎還無(wú)法打造一款可食用機(jī)器人,因?yàn)槲覀冞€缺少一樣?xùn)|西,一樣能讓這種機(jī)器人和其他計(jì)算系統(tǒng)不一樣的東西——那就是,能被人體吸收的執(zhí)行器。只有依靠這種執(zhí)行器,當(dāng)可食用機(jī)器人被我們吞咽之后,才能執(zhí)行某些有效操作。

可食用的機(jī)器人

不過(guò)現(xiàn)在,情況似乎出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。就在上周舉辦的全球機(jī)器人行業(yè)規(guī)模最大的學(xué)術(shù)會(huì)議IROS上,來(lái)自世界頂級(jí)理工院校瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(洛桑)/洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的研究人員推出了一款可完全食用的明膠制軟體氣動(dòng)執(zhí)行器。知名仿生人工智能專(zhuān)家達(dá)里奧?弗洛來(lái)若(DarioFloreano)是該實(shí)驗(yàn)室的主管,他表示,這款可食用執(zhí)行器可能?chē)L起來(lái)不是那么美味,但卻是可以完全被生物降解的,而且可以和生物體相容,并支持環(huán)??沙掷m(xù)性。最重要的是,這個(gè)執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)各種新穎的應(yīng)用。

研究人員在他們的論文中這樣解釋道:這種可食用機(jī)器人組件能夠與營(yíng)養(yǎng)品或藥物成分混合,可以被人體消化和代謝。作為一種可消化機(jī)器人或一次性機(jī)器人,其潛在應(yīng)用是用于人類(lèi)和動(dòng)物的醫(yī)療探索。這種機(jī)器人不需要額外的有效載荷,可以隨著人體消化食物消化過(guò)程流出體外,因?yàn)檫@個(gè)機(jī)器人本身就是食物。

哇!機(jī)器人本身就是食物。

這款執(zhí)行器是由明膠、甘油和水,然后倒入模具中混合制成的,整體是按照標(biāo)準(zhǔn)的氣動(dòng)執(zhí)行器來(lái)設(shè)計(jì)的(性能也很相似),這種結(jié)構(gòu)能讓它在充氣時(shí)彎曲,而當(dāng)壓力減弱時(shí)則可以再次伸直。這里最令人感到新奇的是這種執(zhí)行器的成分和可食性,事實(shí)證明,可食性能夠?yàn)檫@種執(zhí)行器帶來(lái)一些額外的好處:由于明膠是可融的,所以這種可食用執(zhí)行器具有自愈能力,而對(duì)于常規(guī)氣動(dòng)執(zhí)行器來(lái)說(shuō)往往做不到這一點(diǎn)。

可食用的機(jī)器人

研究人員進(jìn)行了夾持器抓取測(cè)試,以更好地調(diào)整制動(dòng)力,允許夾具處理不同尺寸大小和形狀的物體,試驗(yàn)中測(cè)試的物體包括:蘋(píng)果(95.6克),熟雞蛋(47.7克),橙子(104.8克),樂(lè)高玩具塊(25.7克),以及一瓶口香糖(153.1克)。

在IROS大會(huì)演講結(jié)束的時(shí)候,有位觀眾問(wèn)了一個(gè)“很明顯”的問(wèn)題,他問(wèn)道:“從技術(shù)角度來(lái)看,執(zhí)行器是可食用的,但是目前是否真的有人吃過(guò)呢?”實(shí)際上,還真的有人吃過(guò),至少在制造生產(chǎn)過(guò)程中有一些零散的“可食用零件”遺留下來(lái)。但據(jù)我們所知,截至目前,還沒(méi)有一個(gè)可食用執(zhí)行器再被人吃過(guò)以后,自己從他們的胃里面爬出來(lái)過(guò)。

至于我們對(duì)可食用機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用的期待,我甚至都不用去猜測(cè),因?yàn)樽鳛樽x者的你們根本不會(huì)相信我。所以,為了能夠更好地說(shuō)明對(duì)可食用機(jī)器人的未來(lái)展望,我還是引用一段論文吧:

完全可食用的機(jī)器人,將有助于我們研究野生動(dòng)物如何進(jìn)行共同行為。此外,可食用機(jī)器人還可以用“動(dòng)物本身”的第一視角去觀察他們的狩獵行為,或是用于訓(xùn)練受保護(hù)動(dòng)物進(jìn)行捕食。另一方面,如果將醫(yī)療成分混入到可食用機(jī)器人組件里面,這種機(jī)器人就可以幫助保護(hù)野生動(dòng)物健康,或是愈合人體內(nèi)部的創(chuàng)傷或疾病。值得一提的是,由于可食用機(jī)器人是可以被代謝的,所以也意味著它們具備能量?jī)?chǔ)存的功能優(yōu)勢(shì),這樣一來(lái),這種機(jī)器人無(wú)需提供額外有效載荷即可持續(xù)工作,而對(duì)于非食用機(jī)器人而言,則必須要提供食物才能維持其有效載荷。利用這一優(yōu)勢(shì),可以在很多救援場(chǎng)景中發(fā)揮作用,因?yàn)檫@些可代謝的機(jī)器人可以在與世隔絕的極端環(huán)境下(比如山谷裂縫或山頂)接觸到幸存者,提供救援幫助。最后但并非最不重要的是,由于可食用機(jī)器人材料可以產(chǎn)生電子能,所以可以設(shè)想他們能夠像章魚(yú)那樣具備自噬(自食)功能,使其使用壽命得到進(jìn)一步延長(zhǎng)。

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