机器人寻能量介绍

根据构成材料的不同，微纳机器人可以分为人工型、生物型、和生物混合型三种。生物型机器人是由天然生物材料制成的，具有出色的生物相容性。人工微纳机器人可以自驱动，也可以由外部场驱动，具体取决于提供的能量的方式。

超声场用作微纳机器人的外部能量输入时，可以实现无创和按需运动控制，使用寿命长且具有良好的生物相容性。因此，在过去的几十年中，通过超声波对微纳机器人进行控制和驱动也引起了广泛的关注。超声场相关的驱动适用于各种微纳机器人，包括金属纳米线和管状微剂的推进，微珠的旋转以及纳米颗粒的图案化。除了可以持续地驱动微型机器人外，超声场还可以瞬时超高速度触发微/纳米物体的喷射，这可能有利于对组织屏障的穿透。

微纳机器人是一个综合性非常强的多学科前沿交叉领域，在纳米材料方向与柔性电子、可重构表面、主动超材料等领域联系紧密，制造微纳级别的机身、传感器、驱动器涉及微纳加工等工程学技术，运动控制和智能化与机器人学、自动化、计算机科学相关，机器人的驱动涉及能量转换、流体物理，对机器人体内定位反馈需要医学影像学，机器人的设计从仿生学中汲取灵感，功能化实现、细胞表面修饰与化学、分子生物学相关，突破体内生物屏障、细胞的培养和自组装、DNA分子的设计需要具备解剖学、细胞生物学、生物化学、合成生物学等背景，而最终的医学应用，又需要与临床医生紧密合作。

磁场作为一种可以驱动并控制微纳米机器人的无线操控手段,低强度、低频率的磁场能够无损穿透生物组织，对生物体无害，获取简单、调试方便，因此因此由外部磁场驱动和操纵的微纳机器人在体内应用中显示出巨大的前景，是目前用于医疗的微纳机器人中研究最多的驱动方式。磁驱动微纳机器人可分为磁场驱动的微纳机器人：磁场不仅为微纳机器人提供能量，还用于控制它们的定向运动；以及磁导向的微纳机器人：将磁场与其他驱动方式相结合，其中磁场仅用于控制微纳机器人的运动方向。

根据所供应能量的形式，微型机器人可以分为自推进式和外场推进式两种。在自驱式机器人中，能量通常由H2O2溶液和酸性溶液提供。由浓度梯度、自电泳和气泡驱动的微纳机器人均属于化学动力/自驱动微纳机器人。外场驱动的微型机器人由外部磁场/电场/超声波驱动，不需要环境中的化学燃料，因此与化学驱动的机器人相比，它们更适合生物应用。