血管机器人

　　纳米血管机器人一般认为，纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型，在纳米尺度上应用生物学原理，研制可编程的分子机器人。它是纳米机械装置与生物系统有机结合的产物。血管机器人就是一种非常重要的医用纳米机器人，其实医用纳米机器人几乎都是血管机器人。

　　我们都知道当人体某个部分感染时往往会服用或注射抗生素，但是抗生素在血液里会被稀释，真正起到治疗效果的只有一小部分药物，大部分药物只是对人体产生了副作用，利用纳米机器人（血管机器人）就能够解决此问题。我们可以试着想象血管机器人在人的血管网络中漫游，进行巡逻和检查，尽早发现异常细胞，而且可以对人体内细胞组织进行修复。它不仅可以完成早期诊断工作，更重要的是可以充当微型医生而发挥治疗作用，解决传统医生难以解决的问题，如：杀死癌细胞，疏通血栓，清除动脉脂肪沉积物等。这种简单的机器人，可以是一个叫做respirocyte的人造红细胞，约由1800万个主要是碳的原子构成，能模仿正常的充满血红素的血红细胞行为，该装置上的压力传感器可接收医生的信号，在人体内的它们还可以实时监测人体在不同条件下的各类信息，如不同时间人体内不同位置处的各类化合物的水平，从而形成动态图像，形成了一种新的医学成像方法。血管机器人还可以用来为人体器官做手术、为脑部动手术等。

　　正因此，世界各国的科研小组一直不断致力于研制医用纳米机器人。如图所示，为《自然》杂志今年所发表的美国最新研制的用于输送致癌药物的纳米机器人结构示意图，它为我们揭开了纳米机器人神秘的面纱。

　　纳米机器人目前还处于起步阶段，有人给纳米机器人的发展大致分成了三代：第一代，是把生物系统和机械系统有机结合的新系统；第二代，是由原子或者分子装配成的具有特定功能的纳米尺度的分子装置；第三代，可能是包含有纳米计算机的一种可以进行人机对话的装置。

　　MEMS血管机器人

　　目前世界上研究的大多数血管机器人都是指MEMS机器人。MEMS血管机器人是随着MEMS技术的发展不断进步的。随着微机电系统的发展，人类已经可以加工越来越小的机器。这些机器小到一定程度就可以放进血管行使部分医疗作用。MEMS血管机器人其实就是采用普通机器人的微型化。不过鉴于血管的特殊性，这使得MEMS血管机器人的设计并不那么简单。MEMS血管机器人可以采用磁场、微电池或其他方式驱动，而不是像普通机器人那样单一的采用马达驱动。如下为精子永涌动型血管机器人。

　　血管机器人有什么用

　　血管机器人的工作地点是血管,因此任何与血管有关的疾病都可派血管机器人去参与治疗。常见的心脑血管疾病外，血管机器人还具有以下血管内部探测，携带药物定点治疗，治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量，使人不仅保持健康，而且延长寿命。

　　1人工受精

　　血管机器人通过外科手术进入体液，携带精子后进入子宫释放精子。

　　2治疗血栓

　　血管机器人通过针管进入病人体内之后，能快速找到血栓的位置。很快所有的机器人就会聚集在血栓的位置，开始攻击这堵阻碍血液循环的“墙”，并将碎片带走。

　　3清除癌细胞

　　血管机器人能够辨别所处环境(探测人体内标识疾病信号的细胞)；做出相应判断(一旦确定这些细胞出现癌变，即进行治疗)；并遵循程序完成相应的任务(它们可携带一些治疗癌症的药物)。

　　4血管的清道夫

　　这种微小的机器人可以用来捕捉和移动单个细胞，也可以用来清除血管壁，甚至心脏动脉上的脂肪沉积物。他们也可以进入人体组织的间隙里清除病毒。

　　5代替外科手术

　　可以利用这种机器人，进入人的身体内，进行修复心脏、大脑和其他器官的一系列工作，从而代替传统的外科手术。

　　几种血管机器人的设计

　　1.2007年，韩国KoreaAerospace大学的JinwanLim等人研制了一种有缆仿尺蠖微小管道机器人，该机器人和米智楠等所研制的机器人在外形上类似，主要是由前后各一个直径9mm×10mm的气室和一个可伸缩的咖直径2mm×50mm的中间气管组成的，可在直径为10—16mm的管道内运行，如图所示。工作时从尾部通入1．6—2．0Pa的气流，由于尾部气室后面的开口比前面的开口大，故使得后面的气室膨胀直到与管壁压紧时气体才会通过尾部气室的前开口进入机器人的中问连接通道，直到中间通道带到一定长度时气体进入头部气室并使其膨胀，然后再从尾部抽出气体，由于尾部和中间部分在头部与管壁摩擦力的作用下向前收缩，机器人就向前移动了一定的距离，从而构成了机器人动作的一个循环，如图所示。机器人的移动速度随气压值和管道直径的增大而增大，在直径为16mm的管道内通入气体的气压为2．0Pa时其最大速度可达50mm/s.

　　2.Nakazato等人共同研制了一种仿蚯蚓有缆血管机器人，如下图所示。该机器人有多个相同的模块搭接而成，从最后面的模块开始注入液体使其体积膨胀从而达到与血管壁相压来获得摩擦力，再依次向前面的模块注人液体直至最前而的模块膨胀后才按照注入液体的顺序来释放液体，由于液体被抽出后的模块的体积和长度都变小，选样该模块就会在前面模块与血管壁的摩擦力的作用下向前收缩，这样机器人就能在血管中活动了。人们可以通过机器人前端的摄像头拍摄的相片来分析血管的内部组织。