随着科技的发展,越来越多的科学技术运用在医疗之中,并取得了显著的效果,解决了不少在医疗中的难题。而医疗中在伤口愈合和癌细胞扩散的过程中,每个细胞如何参与有序集体性的运动以及细胞使用何种信息来确定“大部队”运动的方向等还是生物学家一直困惑的问题。
近日,Nature 杂志发表了一篇关于仿生物细胞群体机器人问世的文章,解答了生物学家们的困惑。
据悉,这项研究是来自麻省理工学院、哥伦比亚大学、哈佛大学等世界名校的研究人员一起合作完成的。
从外观上看,这些机器人呈单个粒子状,为此研究团队的成员将其称为“粒子机器人”。这些粒子机器人外观简洁,类似圆盘,内部安装电池、通信模块、小电机和自研的机械机构,同时,这些粒子机器人还拥有“返童功”,可以自行的收缩,粒子机器人最大时可以达到直径约23厘米,最小时直径仅有15厘米,可以完全符合测试场所的需要。
在实验的过程中,这些粒子机器人都是群体行动的。一方面是为了避免研究的极个别性,从而给研究者带来错误的结果,而且如果是单个机器人的话,无法完成粒子机器人之间的互动,也无法获得同伴的在信息和力学方面协同。
另一方面,只有更多的粒子机器人(至少3个)放在一起,才会产生互动,使集体成直线运动,同时,在大集体下,粒子机器人们可以完成一些更加复杂的指令,比如可以在光线的领导下,机器人们可以到处移动、运输物体、甚至自行躲避障碍物。
研究者对粒子机器人下达指令的方法有两种,一种是通过粒子机器人自带的USB接口,另一种则是依靠研究者将远程写入程序,并将其传输到粒子机器人所装有的无线模块,以此来向机器人群体下达指令。
在实验中,拥有这些功能的粒子机器人们,在研究者发出指令之后,就完全不受研究者的控制,按照他们的趋光性,自动向有光的地方奔去。
该粒子机器人很够很准确的解答生物学家对伤口愈合和癌细胞扩散的过程中对细胞活动的困惑,同时,生物学家也可以根据这样研究的结构,对加快伤口愈合和防止癌细胞扩散提供新的解决方案。正如这项研究的主要研究者之一的李曙光表示,这款机器人将会生物学家、以及对新材料或纳米材料感兴趣的科学家提供一款新的思考方式。
而且,据德国智能系统研究所科学家马克斯⋅普朗克称,如果在未来,该粒子机器人的大小能够达到微米级别,极有可能会在医疗等诸多领域产生深远影响,并带来重大突破。