機器人軍隊的未來就在這裡——但它不是你想像的那樣

拯救世界的機器人大軍根本不是你想像的那樣。不，這些並不是可以進行同步武術的小型人形生物，就像那些在農曆新年假期期間讓觀眾驚嘆不已的人形生物。而且他們不會幫你找一罐可樂，因為特斯拉公司的擎天柱這種人形野獸的速度慢得令人尷尬。馬斯克。相反，它們將是微觀的，主要由藻類、細菌和其他單細胞生物組成。工程師稱它們為生物混合微型機器人。

如果你讀過人們吞服藥片的故事、到處都是微型機器人送藥的故事，或者看過一部 80 年代的經典電影 室內空間 ——你已經經歷過一個關於未來的夢想。多年來，醫學研究人員一直夢想著使用小型機器將藥物輸送到我們身體難以到達的部位，例如肺部微小的毛細血管。此外，這些機器可以在我們的器官中移動，也許可以一一尋找並消滅癌細胞。問題是我們無法製造足夠小的機動設備來實現這一點。

這就是生物醫學工程師 Joseph Wang 的工作派上用場的地方。與新興微型機器人領域的許多其他人一樣，王極大地擴展了我們大多數人所說的「機器人」的定義。任何可以半自主控制和移動的機器都是機器人，就像我在上一篇文章中描述的氣動軟龜機器人一樣。有些機器人含有活體組織──或是整個生物體。

有很多事情是科技無法像生物學那樣完成的，其中之一就是在微小的環境中移動。王說，微小的合成引擎往往會在幾分鐘後溶解，但「藻類只是不斷地漂浮。」這就是為什麼他和他的同事給他們的機器人餵食綠色微藻。 和衣藻 萊因哈蒂烏斯。

在加州大學聖地牙哥分校，王的實驗室與化學工程師張良方的研究團隊密切合作，創造了一群可輸送藥物的藻類機器人。他們開始於 萊茵衣藻它可以藉助強大的鞭毛或尾巴游泳。它也喜歡藍光，因此透過將藍光照射到目標區域來控制這種單細胞生物相對容易。王和張甚至可以形成巨大的藻群：透過讓藍光穿過一個剪出圖形的螢幕，他們收集了數千個藻類細胞，形成圓形、方形甚至更複雜的設計。

為了驅散蜂群，研究人員使用了紅光。在影片示範中，他們展示了在顯微鏡下，蜂群如何形成非洲大陸的形狀，然後再次分散。從本質上講，王和張創造了一支微型機器人大軍，這些機器人被「編程」為使用藍光和紅光以某種方式移動。

為了將這群藻類變成一個微型醫療團隊，他們將藻類暴露在透過靜電力黏附在其外膜上的奈米顆粒中。結果是一半是藻類，一半是合成物，全是機器人。研究人員可以使用藍光將一群滿載的微型機器人引導至傷口。有一天，醫生將能夠使用掩蔽技術來製作具有多種治療負荷的客製化形狀的海藻敷料。

其他身體部位需要不同類型的藻類馬達。王說，為了研究胃，他和他的團隊必須使用在習慣酸性環境的礦區生長的藻類。沒錯：有毒的採礦場已經產生了藻類，有一天可以提供治療胃癌的藥物。

光只是對機器人進行程式設計的一種方式。科學家還可以將奈米顆粒加載到趨磁細菌（在地球磁場中移動的生物體）中，然後使用電磁鐵引導它們進入動物體內。無論有效負載是否含有藻類或細菌，它都被稱為“活性”藥物。傳統藥物被稱為「被動」藥物，因為它們無法被編程以針對特定區域或細胞類型。這項研究的大部分內容希望更多的藥物能夠變得活躍，從而帶來更有效的治療、更少的副作用和更少的侵入性治療。

醫學並不是生物混合微型機器族群唯一可能的應用。王的實驗室也使用機器人藻類對河流和海洋進行消毒。研究人員沒有給機器人裝載藥物，而是給它們塗上可以中和或吸收毒素的化學物質。藻類在水中蠕動，通常會持續數天，隨機收集毒素，直到所有物質都被清除。同時，一些研究團隊正在測試全合成微型機器人來清理海洋中的塑膠。

機器人軍隊的幻想並不一定意味著人形士兵能夠擊敗敵人。不同的未來總是有可能的。有一天，一小群機器人藻類可能會生活在你的體內（短時間內），或成群結隊地在整個環境中傳播，淨化人類造成的混亂。