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在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里，微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)，即外科醫(yī)生使用工具和插入小切口的微型攝像機(jī)來(lái)進(jìn)行手術(shù)，使得手術(shù)對(duì)病人和醫(yī)生都更加安全。隨著技術(shù)的進(jìn)步，外科機(jī)器人越來(lái)越多的出現(xiàn)在手術(shù)室里，外科機(jī)器人能夠協(xié)助同時(shí)操作多種工具，比傳統(tǒng)技術(shù)更精確、更靈活、更具控制性，從而進(jìn)一步協(xié)助外科醫(yī)生。

然而，這些機(jī)器人系統(tǒng)非常龐大，通常占據(jù)整個(gè)房間?，F(xiàn)在，哈佛大學(xué)的研究人員開發(fā)的一種網(wǎng)球大小的微型機(jī)器人能夠在微觀尺度上處理精細(xì)的任務(wù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造。這項(xiàng)研究已發(fā)表在《自然機(jī)器智能》雜志上。

研究小組制作了一個(gè)平行四邊形作為機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)，然后制造了三個(gè)線性執(zhí)行器(mini-LAs)來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)：一個(gè)平行于平行四邊形的底部，平行四邊形的底部用來(lái)提升和降低機(jī)器人，另一個(gè)垂直于旋轉(zhuǎn)它的平行四邊形，在平行四邊形的頂端有一個(gè)，它可以伸縮正在使用的工具。其結(jié)果是制造出一種比學(xué)術(shù)界先前開發(fā)的其他顯微外科設(shè)備小得多、重量輕得多的機(jī)器人。

這個(gè)以折紙為靈感的微型機(jī)器人是用一種先進(jìn)的制造技術(shù)組裝而成的，在這種技術(shù)中，材料層疊在一起，激光切割形成平行四邊形。同時(shí)，微小的線性執(zhí)行器由壓電陶瓷材料組成，壓電陶瓷材料在電場(chǎng)的作用下變形產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還有光學(xué)傳感器，以確保運(yùn)動(dòng)部件沿著期望的路徑運(yùn)動(dòng)。

在測(cè)試中，研究小組讓機(jī)器人進(jìn)行模擬遙控手術(shù)，模擬人手移動(dòng)筆狀工具的動(dòng)作。研究人員通過(guò)顯微鏡對(duì)人類進(jìn)行觀察，并跟蹤一個(gè)比圓珠筆筆尖小的正方形，然后讓他們用機(jī)器人來(lái)追蹤正方形，然后讓他們重復(fù)這項(xiàng)任務(wù)。試驗(yàn)證明，機(jī)器人的準(zhǔn)確率提高了68%。

隨后，研究人員模擬了視網(wǎng)膜靜脈插管的手術(shù)過(guò)程，視網(wǎng)膜靜脈插管通常需要一名外科醫(yī)生在眼球后部的靜脈注射治療藥物。模仿過(guò)程中，研究小組使用了一根與這些細(xì)小靜脈大小差不多的硅膠管，這些細(xì)靜脈的厚度大約是人類頭發(fā)的兩倍。機(jī)器人能夠用一根附在身上的針頭干凈地刺穿管子，而不會(huì)造成任何不必要的損壞。

另外，這種小型機(jī)器人還易于安裝。現(xiàn)在，研究小組希望通過(guò)增加執(zhí)行器的力和定位來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)，使其更加強(qiáng)大和精確。在未來(lái)，我們或?qū)⒖吹竭@項(xiàng)工作將對(duì)外科機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)生的影響。