海星幼虫启发的微型机器人可以精确地提供药物。图片来源：瑞士苏黎世联邦理工学院

人类一直对微型机器人的想法很着迷，这种技术最终可以提供一系列的应用，包括在医疗保健方面，如有针对性的药物输送和显微外科手术。这种机器人的设计常常受到自然界中的微生物，如细菌或藻类的启发。

现在，瑞士苏黎世联邦理工学院的一个研究小组首次开发了一种微型机器人设计，其灵感来自海星幼虫，海星幼虫利用其表面的睫状带进行游泳和进食。这个尚未命名的微型机器人措施是一个长方形，而且小十倍，只有四分之一毫米宽。它通过移动微小的表面毛发或纤毛在液体中游动，纤毛在各种微生物上发现，包括新生海星。这个超声波激活的合成系统模仿了自私的纤毛带的自然排列，并利用非线性声学来复制幼虫的运动和操纵技术。

研究人员使用光刻技术建造了一个具有适当倾斜的睫状带的微型机器人。然后他们从一个外部来源施加超声波，使纤毛摆动。合成的纤毛每秒来回跳动超过一万次，这比海星幼虫的纤毛快了约一千倍。这些跳动的纤毛可以用来在前面产生具有吸力效应的漩涡，在后面产生具有推力效应的漩涡，其综合效应使机器人 "火箭式 "地前进。

在实验室实验中，研究人员成功地使微型机器人在液体（如水）中直线游泳。在水中加入微小的塑料珠子，就有可能看到微型机器人产生的涡流。研究人员随后安排了睫状带，使一个吸力漩涡位于一个推力漩涡旁边，模仿海星幼虫使用的喂食技术。这种安排使机器人能够收集颗粒，并将它们按照预定的方向送出去。

研究人员认为，在可预见的未来，这种微型游泳器可以准确无误地将药物送到病变细胞中。领导这项研究的丹尼尔-艾哈迈德说：“我们的愿景是将超声波用于推进、成像和药物输送。最初应用领域可能是治疗胃部肿瘤。微型机器人将药物专门运送到胃肿瘤的部位，然后将其送到那里，这可能使药物更有效地被肿瘤细胞吸收，并减少副作用。”

然而，在这之前，一个重大挑战仍有待克服：成像。研究人员已经计划通过加入造影剂，如那些已经用于超声医学成像的造影剂，使微型机器人更加明显。