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机器人是一种可编程、能执行人类要求的某些微小、高难度等操作的自动控制机械。随着微米、纳米、微电子机械技术、微型机械电子系统(MEMS)的发展，机器人的体型也逐渐变得越来越微小，为科学家发明可以在人体内使用的3D打印微型机器人创造了条件。体内微型机器人可以在人体管腔和液体介质内“游动”，以完成某些疾病的诊断和治疗任务。其中包括双光子光刻、喷墨技术在内的3D打印技术在制造体内微型机器人中发挥了重要作用。 在《在英国皇家化学会/The Royal Society of Chemistry》杂志上，曾发表过一篇名为《3D打印微型游泳者和生物混合机器人的应用/Applications of Three-dimensional (3D) Printing for Microswimmers and Bio-Hybrid Robotics》的研究论文。
! _, \/ L9 k& ~, b9 T 该文章中论述道，相关研究人员使用双光子光刻3D打印技术制造出了一个微米级的微型机器人Microswimmers。该文探讨了利用3D打印技术制造微型机器人所面临的现实和挑战。研究人员利用microswimmers进行试验，并检验他们在不同类型的液体和细胞环境中应对挑战的能力。 / H3 J4 k$ ~/ I+ H
在研究中，微型机器人在十分粘稠的环境中表现得非常成功，在对微型机器人进行的进一步试验中，它们能够像细菌那样旋转运动，并可以携带“货物”。研究团队由此受到启发，使用同样的3D打印技术制造出了螺旋形的微型货船机器人，这种微型机器人表面涂覆了镍和钛，外形都为六面体和筒状。研究中，研究人员给这些微型货船机器人的运输任务是运送人体肾细胞，在测试过程中，它们成功完成了任务。
& n0 U7 N% Q* v5 R120微米的微型鱼
$ P7 a; i- r; @# U$ q) c美国加州大学纳米工程系的科学家曾3D打印出120微米的微型机器人微型鱼(microfish)。这种机器人可以通过磁力和化学反应来控制方向和速度，具有在生物和非生物液体中游泳的能力。科学家能够将这些微型鱼放入过氧化物溶液中游泳长达2小时，在室温下的存放时间长达一个星期。
! ^9 L* d. j5 }0 v4 Z4 w2 K6 F美国加工大学科学家制造微型鱼的技术是一种纳米级的快速3D打印技术，称之为微尺度连续光打印(COP，Microscale Continuous Optical Printing)。微尺度连续光打印(COP)技术主要依赖一种数字微镜装置(DMD)芯片，并使用大约两百万个微型反射镜，将UV光投射到光聚合物材料上。通过类似DLP、SLA的3D打印技术，对3D打印材料进行逐层固化。该技术使科学家们能够制造出各种形状的微型鱼(蝠鲼、鲨鱼等)，而且只有120微米(长)×30微米(厚)。 - U+ r/ ~5 G! _ h8 a4 s
最重要的是，这些微型鱼只需几秒钟就能制造出来。 为了能够以一种经济和可扩展的方式3D打印出精细而逼真的人造微型鱼，科学家优化了COP打印系统。科学家们已能够使用三种不同的功能性纳米粒子制造出微型机器鱼，包括氧化铁(可通过磁性引导微型鱼)、铂(可通过化学引导机器鱼)，和聚二乙炔(PDA，可用于中和有害的毒素)。
" c" t! H) _" |7 j+ ^微型火箭机器人 ! O3 B" I. R6 s# n1 f4 Q! u4 Z4 j
英国谢菲尔德大学的科学家们利用喷墨3D打印技术创建了一个微型火箭机器人，它的应用前景是药物运输和定位癌细胞。 4 L; f z( r0 v5 G$ T" U/ n3 G% ]
不得不说，3D打印技术为医疗领域做出了无可比拟的杰出贡献。
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发表于 2017-1-17 12:05:22
