胶囊机器人可在体内“转弯”

南国知心

                                  
                                

     在日前召开的中国科协科技期刊与新闻媒体见面会上，记者获悉，大连理工大学机械工程学院现代制造技术研究所的张永顺教授等科研人员，在空间万向旋转磁场关键技术上取得突破。他们提出了在同一磁场下对多个胶囊机器人实施驱动控制的方法，实现了胶囊机器人在弯曲环境内的驱动，以及多机器人群组操作与控制，为在同一体内驱动环境下对多胶囊机器人分别实施摄像、取样、诊断、喷药等多任务奠定了基础。该技术与显影技术相结合可望实现临床应用。研究论文近日发表于《中国科学 技术科学》上。

　　近年来，介入诊疗因安全、可靠，并能显著降低医疗费用与康复时间等特点，在临床得到推广应用。而通过口服并能实现胃肠道内主动驱动的胶囊机器人有望突破现有医疗技术的局限性，在诊疗、施药、外科手术等方面起到重要作用，使胃肠道内盲区部位的疾病诊疗成为可能。这方面的研究成果必将在医学工程领域带来重大变革，并将迅速成为医学工程研究领域的主流。

　　然而，人体肠道具有非结构化等特征，而胶囊机器人研究的最大技术瓶颈就是实现在体内弯曲环境内驱动行走，这也是胶囊机器人达到实用化的关键。

　　据专家介绍，旋转磁场是向三轴正交嵌套的亥姆霍兹线圈装置施加幅值和相位可调的同频谐波电流叠加而成，通过数字化控制可方便地改变旋转磁场的旋转轴方向，使旋转磁场的转速、旋向方便可调。在此之前，意大利比萨大学的Federico Carpi等人采用大型磁铁旋转产生均匀旋转磁场，实现了胶囊机器人的姿态调整，但未能实现磁场旋转方向的改变。

　　目前，大连理工大学的研究人员正在进行胶囊机器人多楔形效应驱动原理的研究，以进一步在胶囊机器人的驱动性能上取得突破。研究的最终目标是构成集内窥、诊疗为一体的医疗微型机器人系统，通过体外无缆驱动控制与姿态调整，使其安全地实施窥视、诊断、施药、取样等介入医疗作业。

　　有关专家评价，该研究对提高人类寿命与生活质量，减少外部手术对人体造成的创伤与致残具有重要的科学意义。

　　图为适用于弯曲环境的新型胶囊机器人样机（左）和旋转磁场装置（右）。