懒人福利，微型机器人自动帮你搞定刷牙，模式自动变换

果然，人类科技进步的原动力，就是懒惰。从洗碗机到扫地机器人，现在连刷牙机器人都来了!你没听错，就是那种可以在你口腔中清理病菌的机器人。而且这种微型机器人，还具备牙医助手的功能：不仅能够根据微型机器人构成材料的化学特性，清理导致蛀牙的牙齿生物膜和细菌，还能采集口腔中的病菌，帮助诊断口腔问题。

机器人怎么帮你刷牙?可变形，能除垢，还能为牙医采集诊断资料，是这种刷牙微型机器人的3大功能。实现这些功能的背后原理，是同时利用了氧化铁纳米颗粒(IONP)的磁场控制和化学特性。首先，为了能对IONP进行可控变形，研究团队设计了一个具有机器人原理的磁场控制平台，能够通过改变磁场，来组装、重新配置和驱动IONP的上层结构。通过这个控制平台，IONP就可以变成具备一定刚性，类似于鬃毛一样的形态，这些鬃毛可以像牙刷一样，刺穿牙齿表面的生物膜，直达牙垢覆盖面进行清理。

微型机器人的发展依赖于微加工工艺、微传感器、微驱动器和微结构四个方面。这四个方面的基础研究有三个阶段：器件开发阶段、部件开发阶段、装置和系统开发阶段。现已研制出直径20微米、长150微米的铰链连杆，200微米×200微米的滑块结构，以及微型的齿轮、曲柄、弹簧等。贝尔实验室已开发出一种直径为400微米的齿轮，这种发明使用在一张普通邮票上可以放6万个齿轮和其他微型器件。德国卡尔斯鲁核研究中心的微型机器人研究所，研究出一种新型微加工方法，这种方法是X射线深刻蚀、电铸和塑料膜铸的组合，深刻蚀厚度是10~1000微米。

微型机器人的发展，是建立在大规模集成电路制造技术基础上的。微驱动器、微传感器都是在集成电路技术基础上用标准的光刻和化学腐蚀技术制成的。两者之间不同的是集成电路大部分是二维刻蚀的，而微型机器人则完全是三维的。微型机器人和超微型机器人已逐步形成一个牵动众多领域向纵深发展的新兴学科，它的影响力度是相当高的。

微型机器人相信大家都不会陌生，这一类小体积机器人可以在狭小的空间内工作，为人类提供帮助，但由于能源和体积的原因，目前还有很多值得探索的内容。近日，南加州大学的研究团队制造出了一个靠甲醇驱动，只有甲虫般大小的微型机器人“RoBeetle”。相关论文登上了《Science》机器人子刊封面。这只名为“RoBeetle”的微型机器人，长度仅为15毫米、重88毫克，却能够拖运自身重量2.6倍的物体。另外，它还可以额外携带95毫克的燃料，续航时间为2个小时。达到这样效果的很大一部分原因是由于它一改以往电池供电，取而代之的是采用甲醇(CH3OH)作为燃料驱动。

近来，合成微纳米材料已经在生物医学应用方面取得了巨大的进步。然而，现有的微纳米平台在深部组织成像和体内运动控制方面仍然不够优秀。近日，加州理工学院的研究人员发表了关于光声计算机断层扫描(photoacoustic computed tomography，PACT)引导的体内肠道微型机器人的研究，在这两方面都取得了进步。

尽管已有研究证明，各种基于微/纳米颗粒的药物递送系统都可以在酸性胃环境中存活并扩散到肠道中，但是由于其在肠道内停留时间有限，所以药物吸收效率仍然低下。

为了提高递送效率，研究者已经探索了大量基于被动扩散的目标定位策略。但它们存在精度低、尺寸限制和特殊表面化学的问题。迫切需要这样一种系统：能通过精确控制微型药物输送系统，实现有针对性的药物递送，且具有较长的滞留时间和可持续的释药特征。由于缺乏成像引导控制，目前还没有关于使用微电机在体内进行精确靶向递送的报道。另外，药物递送系统必须具有生物降解性和生物相容性，在其完成任务后能够由身体安全清除。