這些微型車輛是由你永遠無法猜到的東西驅動的

1959年，著名理論物理學家理查德·費曼，幻想關于一個未來，微型機器人在我們的血液中游動，修復我們的內部或在它們前進時輸送藥物。

六十五年后，科學家們正在逐漸接近這一現實。

東京大學的工程師現在已經找到了一種方法，可以在不需要外部電源的情況下將微小的微觀結構電動化。

解決方案是什么？一群自由移動的單細胞生物拴在一輛“戰車”上，就像一匹矮小的馬。

這項研究不僅僅是對可愛的追求，盡管它看起來和聽起來一樣可愛。到目前為止，設計的“微型機器人”的問題之一是，由于如此之小，像血液這樣的液體可以承受糖蜜的粘度。

這使得機器人更難移動，這就是科學家們嘗試的原因多年來，現在一直在創造微型電機足夠強大，可以更輕松地推動此類結構。

利用綠藻的快速游泳能力萊茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii），日本的工程師們提出了一個獨特的解決方案。

每個單元格萊茵哈德蒂梭菌寬度只有 10 微米，這是一個拖船 Benchy 大小的三分之一– 世界上最小的船，2020 年3D打印。

然而，它們可以拉動比自己個體尺寸大五倍的機器——“為復雜微型機器的開發開辟了一個全新的可能性領域”，機器的設計者說說.

藻類，它們是被認為是安全的對于人類消費，由兩個鞭毛提供動力，以類似于蛙泳的方式推動每個單元向前。

被困在一個專門設計的類似韁繩的籃子里，牢房的鞭毛伸出前方，使其能夠在劃槳時將車輛的其余部分拖到后面。

與其他不同微電機科學家們設計的 - 通常依賴于外部電源，如磁場或電場 - 像這樣的活電機萊茵哈德蒂梭菌可以自主移動。

主要作者Haruka Oda和他的同事設計了兩種不同的3D打印塑料車輛，供藻類操縱，每個車輛的寬度在50到60微米之間。從這個角度來看，人類頭發的平均厚度約為 100 微米。

其中一臺微型機器被稱為“踏板車”。它有兩個籃子，用于捕獲兩個藻類細胞，它們都面向相同的方向，并與后面的“戰車”相連。

在沒有提示的情況下，萊茵哈德蒂梭菌在每個駕駛艙中占據他們的位置。

研究人員驚訝地發現，即使每個籃子都被占用，踏板車也不會直線移動。相反，它以復雜的方式旋轉和轉動。它甚至做了 15 個后空翻和 10 個滾動動作。

另一種形狀的車輛，稱為“旋轉器”，移動得更平穩。它設計有四個籃子，所有籃子都指向同一方向，并通過輻條連接成輪狀結構。

四個籃子中的每一個都有一個藻類細胞，該結構以每秒 20 到 40 微米的平均速度“旋轉”，有點像微觀狂歡節的騎行。

C.萊因哈德蒂在沒有阻礙的情況下可以達到每秒100微米的速度，因此研究人員現在正試圖看看他們是否可以使這些微型機器移動得更快，更精確。

Rotator的尺寸只有56微米，比之前設計的另一款微型車輛大五倍，后者是2017年制作的由自行式細菌提供動力。然而，與藻類不同的是，這些細菌的速度必須由一種特殊的光調制器來控制。

“這里開發的方法不僅可用于可視化藻類的單個運動，而且還可用于開發一種工具，該工具可以在受限條件下分析它們的協調運動，”說Shoji Takeuchi，負責監督該項目。

“這些方法有可能在未來發展成為一種技術，可用于水生環境中的環境監測，以及使用微生物進行物質運輸，例如在水中移動污染物或營養物質。

有朝一日，這些研究方向甚至可以實現費曼的夢想，即微型機器人在由生命本身提供動力的液體環境中，如血液，運送“小貨物”，如藥品。

該研究發表在小.

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