网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

科学家把机器人做成“鼻涕”了,居然还挺好用

0
分享至

以前我们想象中的机器人都还是像人的,而最近登上学术期刊的机器人,不像人就算了,竟然是鼻涕形的,这对吗?

鼻涕形机器人没有固定的形状,可以流动、变形、切割和合体,像史莱姆,也像电影里的液态外星人共生体——毒液,甚至有人直接将这种机器人称为“毒液机器人”。

为什么要制造这样的机器人?它有什么特殊的应用场景呢?

史莱姆一样的流体机器人

由电子元件做成的传统机器人是硬的、尺寸固定的,要在地上快跑肯定是这种机器人更快更抗造,但如果任务空间突然变窄,它就会卡住。而且它们还有个麻烦:体型小和供电长不能兼得。能去到超狭小管道的机器人搭载不了大电池,可能走两步就停电了。在毫米级别大小的机器人身上,电池是最大的元件。

于是研究人员们另辟蹊径,把目光转向了磁场驱动。2022 年,香港中文大学和哈尔滨工业大学联合开发了磁性粘液机器人。它可以通过外部的磁场驱动,所以本身不用再受电池大小的限制。而且用磁性颗粒混合成的“鼻涕形”机器人,体型可以随意变化,不仅能钻过窄缝,还可以实现抓取和包裹。


图库版权图片,转载使用可能引发版权纠纷

这种磁性粘液机器人配方非常简单,使用的是聚乙烯醇、硼砂和磁性颗粒。聚乙烯醇是一种增稠剂,硼砂里的硼酸会让聚乙烯醇的大分子交联,变成粘稠而有弹性的鼻涕状,让它被切断也能快速自动愈合。再在鼻涕里加入磁性颗粒,机器人就做好了!

它具有非牛顿流体一样的特性,可以流动,但是受到外界机械应力时又表现得像固体。这让它能适配的应用场景更灵活多变。

用外部磁场驱动磁性机器人,就好像隔着衣服用磁铁拉动铁块一样,只不过可以更精细。让外部磁铁的磁性大小、磁极方向、组成方式、运动速度发生改变,就能相应的让磁流体机器人变成不同的形状,从而实现各种形变和运动。


不同的磁场形状,让磁性机器人变成相应的形状

研究团队还让磁流体机器人进行了各种“实地穿越测试,比如只有 1.5 毫米窄的缝隙、5 毫米直径的弯曲管道、地形更复杂的迷宫、还有坑坑洼洼的表面。鼻涕机器人都能轻松完成任务。此外,它在各种材料的表面也能完成运动,比如金属、塑料、玻璃等。



它的变形方式还不止这样,除了钻洞、越过障碍,它还擅长包裹。下图是研究团队进行的两种包裹动作测试。一种是”抓握”,它可以先伸长,然后回卷,包裹住需要抓住的物体;如果足够大,能像摊煎饼一样,还能一次抓握多个物体,好像煎饼卷大葱。


图库版权图片,转载使用可能引发版权纠纷

另一种是包裹并运输,比如当人类不小心吞了异物,为了防止异物损伤胃壁,可以派出鼻涕机器人去把异物包裹住,然后团成圆滚滚的一坨排出体外,避免异物腐蚀或划伤消化道。



丰富的使用场景

哈工大团队后续在《科学·进展》上发表的论文是让这种磁流体机器人能通过磁场调节拆分得更小,然后通过窄小通道之后再重组——比如人体血管这种有复杂分支的结构。这种设计主要是想解决微小血管内给药的难题,磁流体机器人能进入比柔性血管支架更细小的地方,完成送药(溶栓、局部抗炎等)。磁流体机器人还能压扁,尽量贴合病灶表面,达到最大化治疗效果。



上面这个例子还处于验证可行性阶段,而 2026 年 3 月,中国科学院深圳先进院团队已经把磁流体机器人运用在了一个实际的临床前问题上——心房颤动患者的左心耳封堵,成果发表在《自然》上。

在使用磁流体机器人之前,临床上使用的是固定形状的金属封堵器,用来防止血栓在此脱落引发中风。但是金属经常不能完全封堵左心耳的缝隙,因为这个洞的形状不规则且多变。这时采用磁流体机器人,就能控制它变形填满不规则的缝隙。实验团队还发现它不仅不容易被排异,还能诱导内皮细胞生长形成内膜。目前已经在不同的动物身上做了跨物种验证,均预后良好,没有出现出血、心律失常或血栓。



除了在医疗方向的应用,磁性机器人还能用于接/断电路,它好像一滴可以爬行的焊锡,哪里电路断了自己爬过去就接上了。在需要操控的电路比较复杂的时候,还能灵活控制接通/断开哪一条。

因为磁性机器人可以变形,贴合度更高,相当于一种柔性传感器,尤其在人体关节处能利用它形变时电阻发生变化的特性,精确捕捉动作,所以还可以应用在运动监测领域。


展示柔韧性和贴合性丨参考文献[1]

还有这些磁性“机器人”

1.蜈蚣型磁控机器人

有腿的磁控机器人比鼻涕形机器人跑得更快,也更适合在弯曲、阻力大、有障碍物的地方穿行。



2.胶囊型磁控机器人

这种应用不强调磁控机器人可以变形的能力,就是用它来包裹住药品达成精准导航送药,送到之后,使用高频磁场让它溶解,释放药物。



磁性流体机器人,虽然长得丑,但是用自己修修补补的技能在最前沿的机器人技术中站稳了一席之地。

参考文献

[1]Sun, Meng, and Hui Xie et al. "Reconfigurable Magnetic Slime Robot: Deformation, Adaptability, and Multifunction." Advanced Functional Materials (2022).

[2]Fan, Xiaocheng, Yingtian Jiang, Miao Li, Yifan Zhang, Chenyao Tian, Liyang Mao, Hui Xie, Lining Sun, Zhan Yang, and Metin Sitti. "Scale-Reconfigurable Miniature Ferrofluidic Robots for Negotiating Sharply Variable Spaces." Science Advances 8 (2022).

[3]Wang, Shu, Wenhao Ju, Donglin Zhuang, Zhecheng Chen, Dongliang Zhao, et al. "Long-Term Thrombus-Free Left Atrial Appendage Occlusion via Magnetofluids." Nature (2026).

[4]Mao, Liyang, Chenyao Tian, Peng Yang, Xianghe Meng, Xingjian Shen, Hao Zhang, and Hui Xie. "Swarm Coordination of Fish-Like Magnetic Soft Robots: Directed Aggregation and Shape-Adaptive Attachment toward Efficient Drug Delivery." National Science Review 12, no. 12 (2025).

[5]Xu, Ruomeng, and Qingsong Xu. 2023. "Design of a Bio-Inspired Untethered Soft Octopodal Robot Driven by Magnetic Field" Biomimetics 8, no. 3: 269. https://doi.org/10.3390/biomimetics8030269

[6]Landers, F. C., L. Hertle, V. Pustovalov, et al. "Clinically Ready Magnetic Microrobots for Targeted Therapies." Science(2025).

策划制作

作者丨段晨 科普创作者

审核丨孙明轩 上海工程技术大学教授、中国科普作家协会会员

策划丨甄曦

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
每体:比赛开始前,贝蒂斯球迷向巴萨球迷投掷物品

每体:比赛开始前,贝蒂斯球迷向巴萨球迷投掷物品

懂球帝
2026-10-19 00:13:27
碧桂园爆雷比恒大问题更大,看到许家印的结局,杨氏父女猛求生

碧桂园爆雷比恒大问题更大,看到许家印的结局,杨氏父女猛求生

说故事的阿袭
2026-10-17 04:14:57
《嫁金钗》君黛饮毒酒身亡,魏恒娥才知,最阴险的人一直在身边!

《嫁金钗》君黛饮毒酒身亡,魏恒娥才知,最阴险的人一直在身边!

可乐谈情感
2026-10-18 11:44:34
敬一丹曾爆料:主持揭露东莞特殊服务节目时,她与导演发生争执

敬一丹曾爆料:主持揭露东莞特殊服务节目时,她与导演发生争执

言过于诚
2026-09-21 10:04:14
上海的富婆王玲,和大16岁高曙光很恩爱,把二婚生活过成顶配

上海的富婆王玲,和大16岁高曙光很恩爱,把二婚生活过成顶配

情感大头说说
2026-10-17 04:30:28
史诗对决!安洗莹决胜局5-11大逆转,力克山口茜斩获丹麦公开赛冠军

史诗对决!安洗莹决胜局5-11大逆转,力克山口茜斩获丹麦公开赛冠军

小兰看体育
2026-10-19 00:05:08
这几种水果“自带胰岛素”,糖尿病人不吃太可惜了!你爱吃哪种?

这几种水果“自带胰岛素”,糖尿病人不吃太可惜了!你爱吃哪种?

健康科普365
2026-09-08 11:25:08
英国公布的圆明园被毁前照片,美如仙境,引发世界关注

英国公布的圆明园被毁前照片,美如仙境,引发世界关注

贱议你读史
2026-05-23 15:23:34
这就是赤裸裸的现实!工商银行已经到了最危险的时候?

这就是赤裸裸的现实!工商银行已经到了最危险的时候?

财经保探长
2026-08-23 21:43:55
中国各省数学实力综合最新排名分析

中国各省数学实力综合最新排名分析

音乐时光的娱乐
2026-10-18 08:01:28
乌克兰摧毁俄罗斯最大的苏尔古特油气加工厂!轮到天然气了?

乌克兰摧毁俄罗斯最大的苏尔古特油气加工厂!轮到天然气了?

项鹏飞
2026-10-17 20:09:32
薄一波究竟属于哪一级别?是正国级,还是副国级?

薄一波究竟属于哪一级别?是正国级,还是副国级?

人生录
2026-10-15 05:18:24
华为为什么能在绝境中锻造出数字主权

华为为什么能在绝境中锻造出数字主权

风铃草语
2026-10-18 07:13:33
1995—1999:被Windows95点亮的PC游戏黄金年代

1995—1999:被Windows95点亮的PC游戏黄金年代

记录生活日常阿蜴
2026-10-16 04:41:39
为什么母亲筑“壳”却让孩子困在枷锁里?

为什么母亲筑“壳”却让孩子困在枷锁里?

风铃草语
2026-10-18 07:24:16
英国专家看透了:中国至少相当于100个伊朗,美国迟早要滚出亚太

英国专家看透了:中国至少相当于100个伊朗,美国迟早要滚出亚太

蜉蝣说
2026-09-17 10:59:39
陈奕迅官宣26场演唱会:观众须封存手机,现场不得交谈、欢呼、拍手、跟唱

陈奕迅官宣26场演唱会:观众须封存手机,现场不得交谈、欢呼、拍手、跟唱

荆头条
2026-10-18 20:14:58
灰熊正兜售杰克逊!湖媒盼克内克特+次轮换他 扫洛城内线轮转软肋

灰熊正兜售杰克逊!湖媒盼克内克特+次轮换他 扫洛城内线轮转软肋

颜小白的篮球梦
2026-10-18 20:33:32
上海炒股冠军罕见发声:股价往往大跌前,都会提前释放3个信号!

上海炒股冠军罕见发声:股价往往大跌前,都会提前释放3个信号!

股经纵横谈
2026-09-02 21:57:36
广东赢4分更像输球:21次失误背后,杜锋那扇门还开着

广东赢4分更像输球:21次失误背后,杜锋那扇门还开着

眼界看世界
2026-10-18 21:47:30
2026-10-19 00:51:00
科普中国 incentive-icons
科普中国
中国科协科普工作官方微平台
12172文章数 985460关注度
往期回顾 全部

科技要闻

王江舟院士:6G到底是不是骗局 是不是收割

头条要闻

法国爆发严重暴力骚乱:百年市政厅被焚烧 马克龙发声

头条要闻

法国爆发严重暴力骚乱:百年市政厅被焚烧 马克龙发声

体育要闻

别在我的地盘夺冠!海港队史首次双杀蓉城

娱乐要闻

郭麒麟被传领证,女方戳破谣言

财经要闻

马斯克:美债问题只能靠AI和机器人解决

汽车要闻

星瑞L PLUS限时售价10.97万元起 开启智混3L时代

态度原创

艺术
游戏
数码
时尚
本地

艺术要闻

不敢信这是画的!比利时大师的女性油画,逼真程度突破认知

崩铁史学家发力?玩家通过解读月下奇谭内容,竟推测出4.7结局

数码要闻

魅族推出PANDAER熊猫造梦60W“小果冻”单USB-C屏显充:支持AVS协议,169元

重阳寻香:一炉香,一枚囊,她们以手传香

本地新闻

因新荣记出圈,这座浙东小城才是吃货天堂

无障碍浏览 进入关怀版