一项新的研究发现，一种名为 穿山甲的有鳞哺乳动物的微型机器人版本有一天可能会在体内进行医疗手术。
科学家们越来越多地探索 微型机器人如何在医学中得到应用——例如，将药物、基因或细胞携带到体内。软机器人尤其有望以安全、微创的方式进入难以到达的区域。
研究人员不再使用笨重的电缆或电池为这些机器供电，而是研究这些机器人的不受束缚的版本，这些机器人可以 远程接收能量，例如通过光或超声波。由于磁场能够以安全的方式穿透人体组织，因此在该应用中显示出前景。
德国研究人员开发了一种小型机器人，可以将药物输送到患者（在本例中）消化道的特定位置，然后通过外部施加的磁场将药物展开。这个机器人的灵感来自穿山甲，穿山甲是一种有鳞的哺乳动物，它的盔甲覆盖并强烈保护动物的身体，同时仍然为其提供大范围的运动。
微型、不受束缚的磁性机器人的临床应用仍然受到限制，因为这些设备主要依赖于与身体的机械相互作用，而不是利用热量等。磁场还可以远程为机器人提供加热能量。然而，磁场最适合加热刚性金属部件，而此类部件通常会失去软体的优势。
现在科学家们从穿山甲身上汲取灵感，研制出了一种软硬结合的微型磁性机器人。这种动物类似于行走的松果，是唯一完全覆盖着坚硬鳞片的哺乳动物。然而，穿山甲仍然能够灵活运动，这仅仅是因为它如何以重叠的方式排列鳞片，使其在遇到危险时卷曲成球。
“我一直读到科学家如何受到大自然的启发，但我从未想象过我自己也会如此。”—Renhao Soon，马克斯·普朗克智能系统研究所，斯图加特
一开始，“我关注的是鱼类和犰狳，因为我对它们比较熟悉”，该研究的主要作者 、德国斯图加特马克斯普朗克智能系统研究所的机器人专家任浩顺回忆道。“然而，它们并不理想。单个鱼鳞是相互连接的，这减少了它们的机械变形。另一方面，虽然犰狳设计提供了必要的机械顺应性，但它们无法提供必要的加热性能——为了增强加热性能，需要在机器人上加入更大体积的材料，例如金属鳞片”。
Soon 说，在观看有关鱼类和犰狳的 YouTube 视频时，他“偶然发现了穿山甲，它非常适合我们的目的。当我想到这一点时，这对我来说是一个非常激动人心的时刻。就个人而言。我一直读到科学家如何从大自然中获得灵感，但我从未想象过我自己也会如此。”
新机器人是一个尺寸为 1 厘米 x 2 厘米 x 200 微米的小型扁平矩形。它由位于柔性体顶部的铝鳞片组成，该柔性体由混合有磁性微粒和液态合金共晶 镓-铟的硅橡胶制成。
在实验中，科学家们利用高频磁场在不到30秒的时间内将机器人加热到70摄氏度以上。他们在距离超过 5 厘米的地方远程施加这些磁场。
“我们挑战软机器人中的‘全软’假设。到目前为止，人们普遍认为用于生物医学应用的机器人必须是完全软的。”
—Renhao Soon，马克斯·普朗克智能系统研究所，斯图加特
当研究人员使用低频磁场时，他们可以卷起机器人并前后移动。一旦卷曲起来，它就可以运输药物等货物，并在加热时释放其内容物。例如，将50微米厚和80微米厚的鳞片浸入蜂蜡中，并分别附上蓝色和绿色的货物包。当磁力加热时，较薄的包装比较厚的包装快 1 秒达到蜂蜡的熔化温度，从而使机器人仅释放蓝色货物，而不释放绿色货物。
“我们挑战软机器人中的‘全软’假设，”Soon 说。“到目前为止，人们普遍认为用于生物医学应用的机器人必须是完全软的。虽然软材料的顺应性可能使其更安全，但它极大地限制了这些机器人的功能——硬材料可能具有完全软系统可以利用的理想材料特性。”
研究人员表明，他们可以卷起这个机器人，这样它就可以装进一个可以吞咽的药丸中，以便部署在难以到达的区域。在屠宰场的猪胃中对机器人进行实验时，他们发现它可以止血，他们认为它还可以帮助治疗溃疡、息肉和肿瘤，以及针对肠道的其他区域。
