3D打印微型机器人面临的现实和挑战

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3D打印本质上是一种更加先进的制造技术，它的发展方向就是让人类更加简单、方便的制造各种东西——包括微型机器人。

近日，《在英国皇家化学会（The Royal Society of Chemistry）》2015杂志上，出现了一篇名为《3D打印微型游泳者和生物混合机器人的应用（Applications of Three-dimensional (3D) Printing for Microswimmers and Bio-Hybrid Robotics）》的研究论文，作者是M. M. Stanton、C. Trichet-Paredes和S. Sánchez。

该论文探讨了利用3D打印技术制造微型机器人所面临的现实和挑战。研究者们用微型游泳者（microswimmers，一种微米级的机器人）进行试验，并检验他们在不同类型的液体和细胞环境中应对挑战的能力。



该论文作者使用3D打印成功制造出了一个322微米长的MagnetoSperm机器人游泳者，以及用一台Connex Object260 3D 打印机和高温聚合物打印出了的微游泳者（microswimmer），这个微游泳者被制造成了“扇贝”形。

最终的结果非常惊人以及非常令人鼓舞。据了解，上述的MagnetoSperm和扇贝形微游泳者在十分粘稠的环境中表现的十分成功，而在对扇贝形微游泳者进行的进一步试验中，它能够像细菌那样旋转运动，而且可以携带“货物”。



研究团队由此受到启发，使用同样的双光子光刻技术制造出了螺旋形的“微游泳者货船”，这种微型机器人表面涂覆了镍和钛，外形都为六面体和筒状。研究人员让这些3D打印的微型货船以人体肾细胞作为货物，通过各种挑战，并且成功地完成了运输任务。科学家们的结论是，3D打印的微游泳者和运输装置的确实是生物医学机器人应用的未来。



被认为是“生物混合体（bio-hybrids），”将3D打印的机械系统用在生物有机体中已经进一步演变成生物驱动的动力设备，也称为生物机器人。这些微型装置由细胞和生物流体做动力，结构非常简单。通过3D打印一个5mm长的支架，表面涂覆蛋白质和骨骼肌成肌细胞，研究人员能够制造出一团由“肌肉履带”提供足够的运动力的“生物混合履带车（bio-hybrid crawler）。研究人员可以使用电脉冲刺激肌肉履带收缩并移动支架，这样他们就能够充分地操纵它的运动。此外，研究人员还总结了使用光图案刺激以创造出一个生物混合致动器（bio-hybrid actuator）的应用。

科学家们认为，这些3D打印的微型机器人在人体内大有可为，比如以治疗为目的在人体内运输“货物”等。

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