近日,抗癌大军又迎来了一股新力量,《科学·机器人学》杂志刊登了一项新的研究成果,研究人员利用磁场,远程控制带有磁性的微型机器人在人体内进行“作业”。
单独做任务 分工各不同
过去的10年中,磁力技术不仅在工业领域得到了广泛的应用,还在医学领域赢得了一席之地--利用磁力远程控制人体内的医疗器械。例如可以通过磁力辅助远程控制导管系统进行简单的血管内操作;或者利用磁力引导接受检查者体内的胶囊摄像机,通过在“胶囊”中植入永磁体,在患者体外设置磁场,通过磁场产生的引力将胶囊摄像机引导到想要检查的部位。除此之外,还曾有研究利用磁场同时控制成群的小磁铁。按理说,如果能“指挥”这样一支由微型机器人组成的团队,那么在协助治疗癌症等重大疾病上就能发挥巨大作用。
不过,领导这样一支特殊团队可不简单,需要强大的运筹帷幄能力,懂得“调兵遣将”。可是,靠磁力指挥队伍实在是个巨大的挑战。我们都知道,磁场能影响到范围内的所有物体,如果这些物体又具有相同的性质,那么只可能是一呼百应,“呼啦啦”都朝一个方向去了,很难分别下达命令。
为了解决单独指挥“队员”的难题,使这些微型机器人能够分别以不同速度朝不同的方向移动,来自德国汉堡飞利浦研究院的研究人员开发出了新方法,能够在一支完全相同的螺旋机器人团队中控制任意一名成员,使它能够单独执行特殊任务。“我们的技术能让微型机器人在人体内部实现复杂的操作。”该研究的第一作者,物理学家尤尔根·拉姆说。
操控靠磁场 类似抓娃娃
首先,拉姆的团队打造了许多完全相同的螺旋机器人,接着,利用一个强大的、均匀的磁场将这些螺旋机器人固定住。在这个强大磁场中有一个洞,微型机器人是相对“自由的”。利用这个自由点位,在大磁场上叠加一个相对较弱的、温和的旋转磁场,就可以控制自由点位中的螺旋机器人旋转,又不会影响到其他“队友”了。另外,研究人员可以通过调整大磁场来变换自由点位的位置,这样就有了像“抓娃娃机”一样的功能,可以自由选择单个机器人。
实验中,研究人员成功地让几个螺旋机器人同时朝着不同方向精确地旋转。该研究团队指出,理论上,他们可以同时操纵数百个微型机器人。“有人想到利用螺旋传动原理,这样微型机器人在人体内执行某些操作时就不用依靠电池或者马达作动力了。”拉姆说。
微型机器人 用处特别多
在掌握了这门先进的“排兵布阵术”后,研究人员已经想好了一大串可以让这支团队大展拳脚的“职场”。
一种是在可注射型微型药丸上配备微型螺旋机器人。医生可以利用磁场远程遥控螺旋机器人,“指挥”其旋转打开药丸释放药剂。利用这种方法,医生可以确保含有放射性成分的药物只“盯着”肿瘤,并将其摧毁,而不会影响到周边健康的组织,从而减少副作用。另外,一旦药物释放出了所需治疗剂量的放射物,医生可以用磁力遥控关闭药丸。这种药丸由金属材料制成,以具备防止放射性物质泄漏的性质。
还有一种是用于整形外科等涉及植入物的情况,医疗植入物可以随着时间发生改变。例如,随着病人的痊愈,医生可以利用磁力改变植入物的形状,以便更好地适应患者的体型。
按照拉姆的设想,未来,研究人员将能开发出更加小巧的磁场装置,用于控制微型机器人。同时,利用X光机或超声波扫描仪等造影技术,准确定位这些微型机器人的“工作场所”。
扩展阅读:一、癌症的饮食首先,要处理好饮食与化疗药物作用高峰时间的关系。平时的饮食多半定时定量,化疗期间的饮食最好避开药物作用的高峰时间。化疗时食欲常较差,又有恶心等反应,要求进餐次数比平时多一些,最好是稀软易消化的食物,但要达到高蛋白,维生素丰富,热能充足的要求,这就是人们说的“少而精”。肿瘤高发家族要多吃菌菇类食物。
一、医疗行业
在医疗行业中,许多疾病都不能只靠口服外敷药物治疗,只有将药物直接作用于病灶上或是切除病灶才能达到治疗的效果,现代医疗手段最常使用的方法就是手术,然而人体生理组织有许多极为复杂精细而又特别脆弱的地方;
人的手动操作精度不足以安全的处理这些部位的病变,但是这些部位的疾病都是非常危险的,如果不加以干预,后果是非常致命的。
随着科技的进展,这些问题逐渐得到解决,微型机器人的问世为这一问题提供了解决的方法,微型机器人由高密度纳米集成电路芯片为主体,拥有不亚于大型机器人的运算能力和工作能力且可以远程操控,其微小的体积可以进入人的血管,并在不对人体造成损伤的情况下进行治疗和清理病灶。
还可以实时的向外界反馈人体内部的情况,方便医生及时做出判断和制定医疗计划。
有些疾病的检查和治疗手段会给患者造成大量的痛苦,比如胃镜,利用微型机器人就可以在避免增加患者痛苦的前提下完成身体内部的健康检查。目前制约微型机器人发展的关键因素在于成本非常昂贵,稀有金属的替代品的寻找将成为未来发展的重要方向。
二、军事行业
将机器人最早应用于军事行业始于二战时期的美国,为了减少人员的伤亡,作战任务执行前都会先派出侦查无人机到前方打探敌情。在两军作战的时候,能够先一步了解敌人的动向要比单纯增加兵力有用得多。
随着科技的进步,战争机器人在军事领域的应用越来越广泛,从最初的侦查探测逐渐拓展到战斗和拆除行动。
利用无人机制敌于千里之外成为军事战略的首选,拆弹机器人可以精确的拆弹排弹,避免了拆弹兵在战斗中的伤亡。拥有完备的军事机器人系统逐渐成为一个现代强国必不可少的发展部分。
三、教育行业
教育机器人是一个新兴的概念,多年来,机器人领域的技术发展研究方向都是如何应用于生活中代替人们完成体力或是危险工作,而教育机器人则是以机器人为媒介,对人进行教育或是对机器人进行编程完成学习目标。
教育机器人作为一个新兴产业,发展非常迅速,其主要形式为一些机器人启蒙教育工作室,对儿童到青年不同的人群进行机器人组装调试编程控制等方面的教学。
大型的教育机器人公司也会承办一些从小学到大学组的机器人竞赛,通常包含窄足、交叉足场地竞步,体操表演比赛。对于机器人的推广有着极为重要的作用。
四、生产生活
工厂制造业的发展历程十分久远,最初的工厂都是以手工业为主,后来逐渐发展成手工与机床结合的生产方式。现代社会的供给需求对生产力的要求越来越高,工厂对于人力成本方面的问题也一直难以攻克,尤其对于工作人员的管理和安全保障是最为难办的问题。
对于一些会产生有毒有害气体粉尘或是有些爆炸和触电风险的工作场合,机械臂凭借着良好的仿生学结构可以代替人手完成几乎全部的动作。为了适应大规模的批量生产,零散的机械臂逐渐发展组合成完整的生产流水线,工人只需要进行简单的操作和分拣包装,其余的工作全部都由生产流水线自动完成。
随着技术的成熟,机器人和人们的生活的关系越来越密切,智能家居成为当下非常热门的话题,扫地机器人算是智能家居推广的先行者,将机器人技术引入住宅可以使生活更加安全舒心,尤其家里有老人和儿童,智能的家居和家政机器人可以起到自动操作调整模式并保障安全的作用。
未来发展及趋势
已经出现了各种技术来发展机器人和机器人科学。一种方法是进化机器人,其中提交了许多不同的机器人进行测试。那些表现最好的被用作模型来创建随后的“一代”机器人。
另一种方法是发展机器人学,它跟踪单个机器人在解决问题和其他功能方面的变化和发展。另一种新型机器人最近刚刚推出,它既可用作智能手机又可用作机器人,名为 RoboHon。
随着机器人变得越来越先进,最终可能会有一个主要为机器人设计的标准计算机操作系统。机器人操作系统是斯坦福大学、麻省理工学院和德国慕尼黑工业大学等正在开发的一套开源程序。
ROS 提供了对机器人导航和四肢进行编程的方法,而不管所涉及的具体硬件如何。它还为图像识别等项目提供高级命令甚至开门。
当 ROS 在机器人的计算机上启动时,它会获取机器人四肢长度和运动等属性的数据。它会将这些数据传递给更高级别的算法。微软还在其 Robotics Developer Studio 开发“Windows for robots”系统,该系统自 2007 年开始可用。
日本希望到 2025 年实现服务机器人的全面商业化。日本的许多技术研究都是由日本政府机构,特别是贸易部领导的。
机器人技术的许多未来应用对人们来说似乎是显而易见的,尽管它们远远超出了预测时可用的机器人的能力。
2008 年,卡特彼勒公司开发了一种无需人工操作即可自行驾驶的自卸卡车。许多分析人士认为,自动驾驶卡车最终可能会彻底改变物流。到 2014 年,卡特彼勒拥有一辆自动驾驶自卸卡车,预计将极大地改变采矿过程。
2015 年,这些卡特彼勒卡车被澳大利亚力拓矿业公司积极用于澳大利亚的采矿作业。一些分析家认为,在未来几十年内,大多数卡车将实现自动驾驶。
名为 Marge 的识字或“阅读机器人”具有来自软件的智能。她可以阅读报纸,查找并纠正拼写错误的单词,了解巴克莱等银行,并了解一些餐厅比其他餐厅更适合用餐。
Baxter是 2012 年推出的一款通过引导学习的新型机器人。工人可以通过以所需的动作移动手并让 Baxter 记住它们来教 Baxter 如何执行任务。Baxter 的手臂上有额外的转盘、按钮和控件,以获得更高的精度和功能。
任何普通工人都可以对 Baxter 进行编程,而且只需几分钟的时间,这与需要使用大量程序和编码的普通工业机器人不同。
这意味着百特无需编程即可操作。不需要软件工程师。这也意味着可以教会 Baxter 执行多项更复杂的任务。Sawyer 于 2015 年添加,用于更小、更精确的任务。
以上内容参考?百度百科-机器人
机器人本身就是人所创造的,人们为了使自己的生活更加的便捷,他们将他们的智慧给予这个全新的“人”,将人们难以完成的事情交给他们。
机器人给艾滋病患者做手术,我觉得这是一件很好的事情,这并不是对艾滋病患者的一种歧视。首先,人们创造机器人医生,让他发挥了医生的职责,而且机器人是用大数据说话的,他的数据都是全国乃至世界上的顶尖医术资源,他可以排除一些人为的因素而导致手术的失败。这也为医生这个行业,减少了风险,降低了手术过程中艾滋病的传染。
如果要畅想未来的机器人,当然是希望他能有越来越多的功能。我希望未来的机器人可以像人类一样,并不是相对于某个领域很擅长,而是可以多方面的。我希望未来的机器人可以帮我懂得理解人类的情感。人为什么可以不断的发展,因为他们有七情六欲,他们懂得理解,懂得进步。就像电视剧播“我的机器人男友”,就算我的机器人不是我的男朋友,但是却可以成为真实的朋友。一个懂得在你无聊时,会逗乐你的机器人。一个在你伤心时,给你依靠的机器人。而且他有现代人类的语言系统,不是单板的,简简单单的。我还希望这个机器人是有自我意识的,他能潜在的知道自己要做什么,比如客人来了,他懂得礼貌对待。家里没有食材了,他会去超市购买。但这就说明这样的机器人不是仅仅在家里使用,他是开放的,与人类一样,他也可以出行。
随着科学技术的快速发展,我们的生活水平得到了很大的提高,生活方式也发生了很大的转变,如今社会上出现了很多以前我们看不见的东西,而且这些事物在我们的日常生活中发挥着极大的变化,比如说机器人就是一个最好的展示,所以很多人就会产生这样的疑问,就是机器人对于医学事业有着怎样的重要性?对于这一问题的回答,这能够降低风险以及规范行为等,下面我们具体来解释一下。
我们都知道,其实机器人在我们的现实生活中发护着极大的作用,现在很多领域都有机器人,这是一种人工智能的发展,同时也是社会科技的发展以及生活水平提高的表现,机器人在现实生活中有很大的作用,机器人对于医学事业也有着非常重要的作用。
比如说现在医院的很多外科医生都能够通过机器人的方式来给人类做切除手术,比如说对于眼部的手术,那是相当精准的,如说稍微出现一点错误的话就很可康会导致患者眼睛失明的情况,一次这时候使用机器人可以起到降低风险的情况。
还有就是现在的胃病患者越来越多,当人们在进行胃镜检查的时候都是都是通过这样的方式来进行检查的,这时候用那种微型的机器人就可以,也就是我们所说的微型机器人,可以通过胃镜的方式放到人体的胃部里面,从而有利于对胃部进行全面的检查,这对于人体的检查就比较系统,同时也比较全面,所以机器人在人类的医学方面发挥着极大的促进作用,提高了人类医学的效率以及质量,因此机器人对医学事业有着重要的作用,国家应该要加大医疗技术方面的投入。
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