工程师为生物技术应用开发小型化的仓库机器人李晓杰

工程师为生物技术应用开发小型化的“仓库机器人”

加州大学洛杉矶分校的工程师开发了微型仓库物流机器人，该机器人可以帮助加快和自动化医疗诊断技术以及其他可移动和操纵微小液滴的应用程序。该研究发表在《科学机器人》上。

机器人是直径约2毫米的圆盘形磁铁，旨在协同工作，以精确地移动和操纵血滴或其他液体例如，机器人可以将一大滴液体切割成体积相等的较小滴，以进行一致的测试。他们还可以将液滴移动到预装的测试托盘中，以检查疾病迹象。研究团队称这些机器人为“铁机器人”，因为它们由磁力驱动。

可以对铁机器人进行编程，以协作方式在小规模下执行大规模并行化和顺序化的流体操作。为了控制机器人的运动，芯片中的电磁砖沿着所需的路径拉动铁机器人，就像使用磁铁从棋盘下方移动金属棋子一样。

“我们受到网络移动机器人系统对制造，存储和分销行业变革性影响的启发，例如那些用于在亚马逊仓库高效分类和运输包裹的系统，”电气和计算机工程学助理教授Sam Emaminejad说道。研究的相应资深作者。“因此，我们着手在微流体环境中实现相同水平的自动化和移动性。但是，我们的'工厂地板'要小得多，大约只有您的手掌大小，而我们的货物只有一个十分之几毫米。”

“工厂地板”是由研究人员设计的，具有索引卡大小的芯片，其内部结构有助于操纵由机器人传输的液滴，如以下视频所示：

研究称：“就像移动和跨协作的亚马逊机器人改变了物流业一样，我们的技术可以改变与生物技术相关的各种产业，包括医学诊断，药物开发，基因组学以及化学和材料合成。”加州大学洛杉矶分校的Armond和Elena Hairapetian工程与医学教授，Dino Di Carlo的共同通讯和资深作者。“这些领域传统上使用的是冰箱大小的“液体处理”机器人。使用我们小得多的铁机器人，我们有潜力在相同的原料和相同数量的条件下进行更多的实验，并产生更多的数据。时间。”

研究人员在他们的一项实验中展示了由三个机器人组成的自动网络如何协同工作，以移动和操作芯片上的人类血浆样本的液滴，以寻找表明癌症存在的分子标记。

较大的液滴可集体运输纳升液滴。顺序成像表明，毫米级液滴通过微小孔收集并运输了生成的纳米液滴。图片来源：Yu等，科学。机器人。5，eaba4411

加州大学洛杉矶分校电气和计算机工程专业的研究生，论文的共同主要作者余文卓说：“我们对打开和关闭瓷砖的时间和地点进行了编程，以指导他们通过它们的指定路线。” “这使我们可以让多个机器人在同一空间中工作，并且以相对较快的速度高效完成任务。”

实验中，机器人以每秒10厘米的速度运动，并在24小时内执行了10,000次以上的循环运动。除了运输以外，随着铁机器人与芯片上结构的相互作用，还演示了其他功能，例如分配，合并和过滤流体样本。

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