英國(guó)科學(xué)家在設(shè)計(jì)終極游泳機(jī)器人的過(guò)程中，受啟發(fā)于微小的人類(lèi)精子。由微小的磁頭和彎曲有彈性的尾巴組成，KUKA機(jī)器人維修，跳蚤大小的無(wú)人機(jī)看起來(lái)和游泳的樣子很像它們的精子同伴，有幾個(gè)大的區(qū)別：這些游泳者是由移動(dòng)的電磁電流引導(dǎo)，由科學(xué)家從外部控制。哦，www.amc-iso.com，還有不會(huì)讓你懷孕。英格蘭埃克塞特大學(xué)的講師Feodor Ogrin是發(fā)表在《流體物理》上新研究的合著者，描述了“游泳者”，庫(kù)卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修，根據(jù)該研究，像這樣的機(jī)器人精子可以為人類(lèi)病人的藥物傳遞系統(tǒng)提供一個(gè)廉價(jià)、高效的模板。有一天，這些游泳者可以通過(guò)血管將藥物輸送到正確的部位，開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)從根本上改變我們的醫(yī)療方式。
博科園-科學(xué)科普：設(shè)計(jì)受精子啟發(fā)的機(jī)器人游泳者想法已經(jīng)在之前的幾項(xiàng)研究中得到了驗(yàn)證，但是Ogrin和同事相信已經(jīng)找到了一個(gè)便宜的設(shè)計(jì)(尾巴可以用簡(jiǎn)單的3d打印模具制作)和完美的頭尾比例。在新研究中，埃克塞特大學(xué)的科學(xué)家們建立了幾個(gè)尾巴長(zhǎng)度在0.04英寸到0.5英寸(1到12毫米)之間的游泳者原型。研究小組讓這些游泳者在不同粘度的液體中放松，然后用不同強(qiáng)度的電磁電流誘導(dǎo)他們前進(jìn)。就像精子細(xì)胞拍打和波動(dòng)它的尾巴(或“鞭毛”)來(lái)推動(dòng)自己前進(jìn)一樣，這些具有磁性的游泳者跟隨電流的路徑，尾巴在他們身后擺動(dòng)。
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最終，研究人員發(fā)現(xiàn)，尾巴長(zhǎng)達(dá)0.15英寸(4毫米)的游泳者移動(dòng)速度最快，而且控制最好。隨著精子尾部動(dòng)力學(xué)的完美解決，研究小組測(cè)試了第二個(gè)假設(shè)：如果這些精子一樣的游泳者被固定在一個(gè)狹窄的通道里(比如動(dòng)脈)，他們能利用尾巴的運(yùn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)液體通過(guò)那個(gè)通道嗎？為了找到答案，研究人員將一名游泳者綁在一個(gè)皮氏培養(yǎng)皿中一個(gè)長(zhǎng)方形小槽的一端的柱子上，然后將柱子裝滿(mǎn)液體。果然，當(dāng)研究小組打開(kāi)電磁電流來(lái)刺激游泳者時(shí)，小無(wú)人機(jī)的尾部運(yùn)動(dòng)足夠強(qiáng)大，可以連續(xù)地將液體泵入水槽。
這對(duì)世界各地微小、受精子啟發(fā)的機(jī)器人愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息。研究人員寫(xiě)道，下一步將變得更小。雖然一個(gè)0.15英寸長(zhǎng)(4毫米)的機(jī)器人可以舒服地游過(guò)成人的主動(dòng)脈(血管直徑約為1英寸，或25毫米)，但根據(jù)“身體的牛津伴侶”(The Oxford Companion To The Body)的說(shuō)法，許多人的毛細(xì)血管只有大約8微米寬-大約是主動(dòng)脈的3000倍，是目前游泳精子機(jī)器人的500倍。在平均長(zhǎng)度為50微米的情況下，人類(lèi)微小的精子細(xì)胞似乎仍能教會(huì)我們很多東西。
博科園-科學(xué)科普｜參考期刊文獻(xiàn) :《Physics of Fluids 》
文：Brandon Specktor/Live Science
DOI：doi.org/10.1063/1.5046360
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