◆ 張立(左)及孫猛猛(右)展示其研發的「 史萊姆 」機器人。中大供圖
◆ 「史萊姆」機器人收集及包裹住零散的微粒。短片截圖

科幻電影及動漫遊戲都有著名的幻想生物「史萊姆」,有如黏液般可以任意改變身體形狀。香港中文大學研究團隊受到啟發,研發出有如鼻涕般的磁性「史萊姆」機器人(Magnetic Slime Robot),利用磁力操控,在體內執行高難度的醫療任務,例如進入胃部,甚至深入蜿蜒曲折的小腸,伸出「觸手」包裹着誤吞的小物件並將其帶出體外。這種機器人由於外形獨特、可變性強,相關論文不僅在《先進功能材料》上發表,其實驗影片也在社交平台上獲得過千萬次點擊,大受網民歡迎。◆香港文匯報記者 詹漢基

微型機器人應用廣泛,除了能實現修復體內損傷、遞送藥物,中大研究團隊研發的「史萊姆」機器人甚至擁有百變形態,應用潛力更為巨大。領導團隊的中大機械與自動化工程學系教授張立介紹指,這種「啫喱」般的機器人主要由磁性顆粒NdFeB(neodymium magnet)、水凝膠等構成,具有很大的拉伸能力,能用磁鐵任意控制其形狀、行動路徑。

如章魚伸觸手 力度可操控

團隊還能利用磁性,「旋轉」機器人的形態,從而產生一股「扭曲」的力度,「它就像章魚伸出觸手,可以捉住、包裹體內的物件。」團隊還可以操控形成力度的大小,從而做到更精準、細緻的工序。

張立表示,目前的微型機器人分為基於固體(聚合物如矽膠)或基於流體(如液態金屬)兩種形式,前者變形能力有限,在狹窄、彎曲的空間移動受到很大限制;後者則較難控制移動,對於環境適應力較低。「史萊姆」機器人則結合了兩者的優勢,縱使在滿布黏液的組織、充滿胃酸的胃部、狹隘彎曲的小腸,機器人均能遊刃有餘地自由遊走。

「史萊姆」機器人的體積可大可小,病人可以像吃藥般將其嚥下,醫生即可利用帶有磁性的機械臂,遙距操控體內的機器人運作,遇到鈕扣電池、尖銳外物時就可伸出「觸手」,將其包裹並慢慢排出體外。張立表示,若以傳統方式,配合內窺鏡從消化系統夾出外物,「每次只能抓單一、且體積較大的東西,但我們的機器人可以變成一張紙,可以把麵包屑等零散的東西一次過包裹起來。」

毒性不大 體內留48小時仍安全

團隊成員之一、論文第一作者孫猛猛表示,團隊進行了細胞毒性測試,證明機器人的毒性不大,在體內停留48小時仍屬安全;加上機器人不會溶解、殘留,具有很高的安全性。張立補充指,團隊正於中大「醫療機械人創新技術中心」探討進一步臨床應用,合作機構為蘇黎世聯邦理工學院、倫敦帝國學院以及約翰·霍普金斯大學,預計三五年內可於人體進行試驗。

成本低 幾美元一大瓶

張立透露,機器人的成本非常低,實際應用的潛力巨大,「單以成本計算,只要幾美元就能有一大瓶」。

此外,機器人還能導電,可在不同的環境中進行電線或電路修復,在工程應用亦有發展空間。