這可能是一個(gè)奇怪的場(chǎng)景：2006年10月一個(gè)寒冷的晚上，一群工程專業(yè)學(xué)生和他們的教授Sylvain Martel聚集在教室中在觀看一個(gè)核磁共振機(jī)上的被麻醉過(guò)的跛了的豬，大家屏住呼吸，最后教室響起熱烈的掌聲……
一名醫(yī)院技術(shù)員通過(guò)導(dǎo)管將圓珠筆珠那么大的鋼珠植入豬的頸動(dòng)脈中，幾分鐘后，他們看到電腦屏幕上的鋼珠突然動(dòng)起來(lái)。這正是該團(tuán)隊(duì)想看到的結(jié)果。這是人類第一次將物體以無(wú)線控制方式植入生物的血管，對(duì)于微型機(jī)器人研究界，這是歷史性的一歩，與人類首次登上月球不相上下。
現(xiàn)在世界上的各個(gè)研究機(jī)構(gòu)正在努力將這一小步發(fā)展得更大，工程微型機(jī)器人有朝一日將能夠同時(shí)植入生物的大動(dòng)脈和小血管，從此告別需要?jiǎng)佑们秩胄酝饪剖中g(shù)的時(shí)代。
機(jī)器人醫(yī)生將會(huì)到來(lái)
Martel醫(yī)生寫道：微型機(jī)器人在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的首個(gè)壯舉將是治療癌癥，機(jī)器人可以直接將藥品輸入到癌細(xì)胞中，其只會(huì)擊中受損細(xì)胞，并不會(huì)傷害健康細(xì)胞。
不過(guò)發(fā)展的前途雖然光明，其挑戰(zhàn)卻是巨大的。其中包含很多物理問(wèn)題，比如如何讓一定尺寸的機(jī)器人穿過(guò)布滿大動(dòng)脈和小血管的粘性流體；還有生物問(wèn)題，比如要確保機(jī)器人材料無(wú)毒并且能夠被生物分解。
多倫多大學(xué)機(jī)械工程教授Eric Diller說(shuō)道：“這些機(jī)器人需要制作得非常小，但并不能簡(jiǎn)單地按照比例縮小現(xiàn)有的機(jī)器人。”研究人員從自然中尋求到了靈感，他們用一種類似細(xì)菌的仿生設(shè)計(jì)制作微型機(jī)器人。
他表示，微型物體的生存環(huán)境與一般物體很不相同，如果一個(gè)微型物體在水中游動(dòng)，水會(huì)看起來(lái)非常深，所以要將游動(dòng)的物體制作得與眾不同。后來(lái)想到了細(xì)菌，它讓微型物體身上附帶鞭毛蟲(chóng)，這與一條魚(yú)在容器里游泳是很不一樣的。
今年年初，Diller的團(tuán)隊(duì)有了一項(xiàng)突破：他們制作出了一毫米的機(jī)器人。此款機(jī)器人有兩只手臂，并且能夠通過(guò)磁場(chǎng)控制，因此它能夠在生物體內(nèi)搭橋。Diller表示微型機(jī)器人不只是在運(yùn)輸藥物方面大有作為，它們也能修復(fù)我們的血管和器官。
肌肉機(jī)器人
在伊利諾伊大學(xué)香檳分校里，畢業(yè)生Caroline Cvetkovic正在致力于一個(gè)相似的項(xiàng)目：用肌肉驅(qū)使的行走機(jī)器人。她的團(tuán)隊(duì)利用心臟細(xì)胞電脈沖來(lái)駕馭小型機(jī)器人，機(jī)器人的脊椎由水凝膠制作而成。
Cvetkovic構(gòu)想了一個(gè)“能夠幫助運(yùn)輸藥物、智能植入血管、監(jiān)測(cè)生物體內(nèi)環(huán)境”的機(jī)器人醫(yī)生。她說(shuō)道：“我們的系統(tǒng)靈感來(lái)源于哺乳動(dòng)物的肌肉、腱、骨系統(tǒng)。它不僅僅與生理學(xué)相關(guān)，它讓我們模仿大自然系統(tǒng)的能量生產(chǎn)方式。例如，在人體內(nèi)，當(dāng)肌肉發(fā)出動(dòng)作，力量會(huì)通過(guò)連接腱傳遞到骨頭。而在我們的生物機(jī)器人中，當(dāng)肌肉細(xì)胞做出反應(yīng)（通常是通過(guò)電擊），力量會(huì)通過(guò)一種特殊的連接體傳遞到肢體。這種連接體由水凝膠構(gòu)成，因此它能夠靈活彎曲。這樣一來(lái)，機(jī)器人能夠移動(dòng)肢體進(jìn)行行走。“
Robert Woods是一名電子工程師，也是哈佛大學(xué)微型機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人，他對(duì)微型機(jī)器人的未來(lái)信心滿滿。他致力于制作一次性的機(jī)器人蜜蜂，這種蜜蜂身懷絕技，它們能夠?yàn)樽魑锸诜邸⑦M(jìn)行搜救工作，還能排查危險(xiǎn)材料。“如果你想制作能飛的機(jī)器人，自然中各種會(huì)飛的生物能給你很多靈感。但我們不能簡(jiǎn)單地復(fù)制自然，我們?cè)谂斫飧鞣N生物的動(dòng)作、行為，并把它運(yùn)用于我們的研究項(xiàng)目。”
就在上周，由歐洲和以色列科學(xué)家組成的某團(tuán)隊(duì)傳來(lái)喜訊：他們的扇貝機(jī)器人制作已有了巨大的進(jìn)展。（扇貝機(jī)器人非常之小，只有零點(diǎn)幾毫米，因此它能夠在人的眼球中游動(dòng)。而該團(tuán)隊(duì)真正的創(chuàng)舉是此款機(jī)器人能夠不借助外力自動(dòng)游動(dòng)。雖然像其他微型機(jī)器人一樣，它需要由外部磁場(chǎng)控制，但是力量只要一輸入，它就能自動(dòng)游動(dòng)，無(wú)需其他力量牽引。
回到1949年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼在演講中說(shuō)道：“如果你能吞下一名外科醫(yī)生，那么手術(shù)將變得有趣而簡(jiǎn)單。但是我們?cè)鯓硬拍苤谱鞒鲞@樣微小的外科醫(yī)生呢？這是我的夢(mèng)想，我把它留給你們來(lái)實(shí)現(xiàn)。”
幾十年過(guò)去了，科學(xué)家們一直在為此奮斗。夢(mèng)想已經(jīng)不遙遠(yuǎn)，而且更為奇妙，人們并不會(huì)簡(jiǎn)單粗暴地吞下一名外科醫(yī)生，而是會(huì)直接植入微型機(jī)器人醫(yī)生。現(xiàn)在的機(jī)器人比費(fèi)曼描述得要微型很多，也許將來(lái)機(jī)器人的微型程度還會(huì)超乎我們的想象。