如何确保医疗电子安全性?看看这款可食用机器人

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这款可食用执行器可能尝起来不是那么美味,但却是可以完全被生物降解的,而且可以和生物体相容,并支持环保可持续性。最重要的是,这个执行器能够实现各种新颖的应用。

一直以来,研究人员都在尝试开发一种能让人们安全食用的电子产品,包括可食用的晶体管、传感器、电池、电极、以及电容器等,如果你能把它们都放在一起的话……其实,就是一款可食用的机器人了。但是,目前似乎还无法打造一款可食用机器人,因为我们还缺少一样东西,一样能让这种机器人和其他计算系统不一样的东西——那就是,能被人体吸收的执行器。只有依靠这种执行器,当可食用机器人被我们吞咽之后,才能执行某些有效操作。

不过现在,情况似乎出现了转机。就在上周举办的全球机器人行业规模最大的学术会议IROS上,来自世界顶级理工院校瑞士联邦理工学院(洛桑) / 洛桑联邦理工学院智能系统实验室的研究人员推出了一款可完全食用的明胶制软体气动执行器。知名仿生人工智能专家达里奥?弗洛来若(Dario Floreano)是该实验室的主管,他表示,这款可食用执行器可能尝起来不是那么美味,但却是可以完全被生物降解的,而且可以和生物体相容,并支持环保可持续性。最重要的是,这个执行器能够实现各种新颖的应用。

研究人员在他们的论文中这样解释道:

这种可食用机器人组件能够与营养品或药物成分混合,可以被人体消化和代谢。作为一种可消化机器人或一次性机器人,其潜在应用是用于人类和动物的医疗探索。这种机器人不需要额外的有效载荷,可以随着人体消化食物消化过程流出体外,因为这个机器人本身就是食物。

哇!机器人本身就是食物。

这款执行器是由明胶、甘油和水,然后倒入模具中混合制成的,整体是按照标准的气动执行器来设计的(性能也很相似),这种结构能让它在充气时弯曲,而当压力减弱时则可以再次伸直。这里最令人感到新奇的是这种执行器的成分和可食性,事实证明,可食性能够为这种执行器带来一些额外的好处:由于明胶是可融的,所以这种可食用执行器具有自愈能力,而对于常规气动执行器来说往往做不到这一点。

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研究人员进行了夹持器抓取测试,以更好地调整制动力,允许夹具处理不同尺寸大小和形状的物体,试验中测试的物体包括:苹果(95.6克),熟鸡蛋(47.7克),橙子(104.8克),乐高玩具块(25.7克),以及一瓶口香糖(153.1克)。

在 IROS 大会演讲结束的时候,有位观众问了一个“很明显”的问题,他问道:“从技术角度来看,执行器是可食用的,但是目前是否真的有人吃过呢?”实际上,还真的有人吃过,至少在制造生产过程中有一些零散的“可食用零件”遗留下来。但据我们所知,截至目前,还没有一个可食用执行器再被人吃过以后,自己从他们的胃里面爬出来过。

至于我们对可食用机器人实际应用的期待,我甚至都不用去猜测,因为作为读者的你们根本不会相信我。所以,为了能够更好地说明对可食用机器人的未来展望,我还是引用一段论文吧:

完全可食用的机器人,将有助于我们研究野生动物如何进行共同行为。此外,可食用机器人还可以用“动物本身”的第一视角去观察他们的狩猎行为,或是用于训练受保护动物进行捕食。另一方面,如果将医疗成分混入到可食用机器人组件里面,这种机器人就可以帮助保护野生动物健康,或是愈合人体内部的创伤或疾病。值得一提的是,由于可食用机器人是可以被代谢的,所以也意味着它们具备能量储存的功能优势,这样一来,这种机器人无需提供额外有效载荷即可持续工作,而对于非食用机器人而言,则必须要提供食物才能维持其有效载荷。利用这一优势,可以在很多救援场景中发挥作用,因为这些可代谢的机器人可以在与世隔绝的极端环境下(比如山谷裂缝或山顶)接触到幸存者,提供救援帮助。最后但并非最不重要的是,由于可食用机器人材料可以产生电子能,所以可以设想他们能够像章鱼那样具备自噬(自食)功能,使其使用寿命得到进一步延长。

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