“毛毛虫”启发出一篇Science子刊！

主要观点总结

本文介绍了一种微型远程可控磁性粘附机器人在生物医学领域的应用前景，特别是其在微创医疗领域的应用，包括疾病诊断、治疗和手术等。该机器人采用由磁流变弹性体（MREs）制成的机械结构，通过外部磁场控制实现粘附控制。作者展示了该粘附机器人的远程操作，包括在柔软湿润器官中的稳定运输，拧下螺母以及辅助小鼠肿瘤切除手术等。文章还介绍了MRE粘附控制的优化，包括材料建模和设计策略，以解决脆弱物体的变形或损坏问题以及微型机器人低力限制的问题。最后，作者将MRE粘附剂与微型机器人集成，实现了对多种物体的灵活操作，并在体内实验中验证了其在肿瘤切除手术中的能力。

关键观点总结

关键观点1: 微型远程可控磁性粘附机器人在生物医学工程中的应用前景。

该机器人能够实现对各种目标表面的精细粘附控制，包括在疾病诊断、治疗和手术等方面的应用。

关键观点2: 磁流变弹性体（MREs）在机器人粘附控制中的应用。

MREs通过外部磁场控制的快速刚度变化展现出精确的粘附控制，具有稳定性和可重复性。MREs的机械结构增强了这一方法的有效性。

关键观点3: MRE粘附控制的优化策略。

作者提出了一种材料建模和设计策略，以优化由于磁场导致的弹性模量和表面能量转换对粘附力的控制。此外，通过简单的复合材料混合过程解决了CIP团聚的问题，确保了适当的分散和最小的孔隙度。

关键观点4: 微型粘附机器人在实际抓取应用中的表现。

微型机器人展示了操作各种物体，包括湿润柔软的豆腐、生肝样本、鲑鱼卵和软奶酪等的能力。此外，它还能牢固地抓住螺栓上的螺母，并响应旋转磁场产生旋转扭矩以卸下螺母。

关键观点5: 微型粘附机器人在体内实验中的应用。

微型机器人在体内实验中成功应用于小鼠肿瘤切除手术，展示了其作为细胞抓取器在体内进行手术的可能性。这种机器人具有精确、温和、非侵入性的分离/附着能力，可以牢固地抓取和移动体细胞，而不损害生物系统。

文章预览

具有远程控制和先进移动能力的微型移动机器人 在微创医疗领域颇具前景，包括疾病诊断、治疗、触发和局部药物输送以及手术。考虑到远程控制微型软机器人的特性和操作环境，实现对各种目标表面的精细粘附控制是一个重大挑战。特别是，能够在低预载的情况下精细抓取皱褶和柔软的生物及非生物表面而不造成损害是至关重要的。 近期， 德国马普智能系统研究所 Metin Sitti院士 团队和 韩国高丽大学 Sungwoo Chun博士 合作 开发了一种丝绒虫（ 外形似“毛毛虫” ）启发的远程可控磁性粘附机器人，该机器人采用了由磁流变弹性体（MREs）制成的机械结构。 MREs 通过外部磁场控制的快速刚度变化展现出精确的粘附控制，具有稳定性和可重复性。 该粘附方法涉及控制软态粘附，保持较大的接触面积，并增强弹性模量，而机械结构增强了这一方法的有效 ………………………………