美設計出感知微小壓力的探測系統
- 發佈時間：2014-10-16 10:29:52 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 科學家一直在追求一種廉價的超微型機器人裝置，能檢查並操控個體的細胞和組織，以實現生物研究、醫學應用等方面的目標。最近，美國普渡大學設計並製作了一種能感知微小壓力的探測系統，裝在超微機器人上，能測出探測器進入組織推開細胞時所用的推力大小。研究人員在今年9月召開的“智慧機器人與系統國際大會”上提交了相關論文，詳細介紹了這一成果。
據物理學家組織網10月13日報道，這種探測系統稱為“可視基礎的微力感測器終端執行器”，裝在微型機器人上，就像一個微小的長鼻子，當它推開細胞時，通過一個錄影機來檢測它的排量，再經簡單計算就能得到所用推力的大小。微型機器人也非常小，能和現有細胞相互作用。
細胞之間的相互作用力在“微牛頓”級別，而檢測微牛頓力是精確控制機器人，更好地研究細胞的關鍵，至今還沒有便捷、廉價的方法來檢測這麼小的力。研究中所用的微型機器人可以由磁場控制，引導它們到達合適位置。美國普渡大學醫學工程副教授戴維·卡佩拉裏説：“用一個真正的功能性終端執行器來測量微小的力，這還是第一次。”
研究人員指出，以往的檢測微型機器人所用推力的方法並不實用，而且成本很高，需要一個原子力顯微鏡或笨重的感測器，設計複雜而且操作困難。新系統是通過錄影機記錄探測器推開細胞或組織時的排開量。探測器的硬度已知，再結合排開量，只需簡單計算就能得到推力大小。
“我們需要一種低成本的有用工具，讓生物學家每天都能用它。”卡佩拉裏説，“這種設備成本低廉，而且能檢測微牛頓級別的力，能很容易地整合到標準實驗測試床上。”
與探測系統結合的超微機器人裝置約700平方微米，研究人員還在努力把它縮小到500平方微米，只有1便士硬幣上“E”字母一半的大小。“我們還在努力縮小它。”卡佩拉裏説。未來研究將集中在超微機器人裝置的自動化上。
（常麗君）
