经由过程向薄膜发射超声波，研究人员可以在毫秒级时光内精确控制这些微泡产生形变，使整块薄膜产生曲折或波动，从而驱念头器人活动。团队负责人、苏黎世联邦理工学院声学机械人传授Daniel Ahmed表示，能在如斯渺小构造上实现类似生物体“波动式活动”（undulatory locomotion），证实微泡不仅能完成简单形变，还能编排出复杂的活动模式。
微泡分列方法决定了“肌肉”的活动情势：当薄膜上气泡大年夜小同一时，整体重要根据超声旌旗灯号的振幅产生曲折；当气泡大年夜小不一时，不合尺寸气泡对不合频率的超声产生选择性响应，从而在薄膜上形成持续的波浪式传播，实现类似鱼类游动的起伏活动。恰是这种可编程的曲折与波动组合，使得黄貂鱼机械人在水中展示出逼真的仿生游姿。
比拟传统由金属、硬塑料或复合伙料构成的刚性机械构造，这种超声驱动软系一切具备更高和婉性和安然性，尤其合适在狭小、曲折、构造复杂的空间内履行义务，例如人体消化道或脏器外面。Ahmed团队认为，这类“可听见的肌肉”将为手术器械、生物操尴尬刁难象以及新一代软体机械人供给全新的设计思路。
在具体应用摸索中，研究人员已经应用同一技巧制造出一款微型“柔性抓取器”。论文合营第一作者、Ahmed的前博士生张智远（Zhiyuan Zhang）介绍，他们用该抓取器成功夹取并释放了一条斑马鱼幼体，全部过程未对其造成毁伤，“幼体随后依然可以或许正常游动”，展示了体系在精细、生物友爱操作方面的潜力。
团队还开辟了一种基于微泡肌肉的“软体轮式机械人”，并在猪肠道模型中完成了长途导航测试。另一位合营第一作者发挥（Zhan Shi）指出，肠道内腔狭小、曲折且外面不规矩，对机械人活动构成极大年夜挑衅，而该软体轮式构造仍能在个中推动，解释这类体系在复杂体内幕况中具有可行性。
除活动平台外，研究团队还制造了可贴附在曲折外面上的超声激活给药贴片，并在组织模型中实现了精确释放染料的实验验证。将来假如进一步成熟，这一技巧有望演变为体内精准给药筹划：例如将可卷曲的“黄貂鱼机械人”折叠装入可吞服胶囊，进入消化道后展开，在超声指令下于目标地位释放药物，从而在无需手术的情况下进行局部治疗。
研究者假想，这类微泡人工肌肉不仅可以在胃肠道中履行义务，还可能作为“心脏贴片”等植入式帮助手段，贴附于跳动心脏外面，合营超声调控，实现对心肌活动或局部治疗的帮助。今朝相干技巧处于实验室阶段，但已在动物模型和组织模型中展示出优胜可控性与安然性，为未光降床转化奠定了基本。
这款“黄貂鱼机械人”宽约4厘米，经由过程模仿真实黄貂鱼胸鳍的波浪式振动实现推动。其核心在于一种特别的硅胶薄膜：研究团队应用微构造模具在薄膜上制出仅约十分之一毫米深、与人类头发直径相当的微孔，薄膜浸入液体后微孔会捕获空气形成“微气泡”，成为可被长途操控的“肌肉单位”。
据苏黎世联邦理工学院介绍，超声驱动可编程人工肌肉是其在声学机械人与软体医疗器械研究偏向上的重要进展，后续团队将持续优化微泡构造、材料生物相容性及超声控制策略。科研人员等待，跟着这类仿生软系一切迭代成熟，“黄貂鱼机械人”及其衍生平台有望成为手术室、内镜检查和体内精准治疗中的新型“隐形助手”。
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