当前课程知识点:生物医学工程导论 > 液态金属生物材料学 > 07 液态金属腔道或血管机器人 > Video
那么下面
我们其实可以把液态金属
把它用的应运用的更加灵活
而不仅仅只是
植入到人体里面的
某个环节
它可以像精灵一般
有种着人体的一些
这个循环系统里面
来发挥它的
这个活得积极的这么一个功能
那这就要讲到这个血管畸形
这么一个非常重要的
生物医学课题上
我们知道这个人体的
血液循环系统
是遍布全身的
所以一旦这个循环系统
出现问题的话
这个人体的
这个一系列的疾病
就会随之而来
那么其实
针对这样的这个情况
我们有很自然的一个设想
就是说如果能够
发展出某种血管机器人的话
它可以在疾病发展的时候
初期能够迅速的识别
那么在发展的中期和后期
能够进行一些这个实施的处理
这样的话对人体健康的维护
将会是非常重要的
那么实际上这方面
也是国内外一直非常重视的
那么从这幅图上
我们可以看到
过去的这个科学家
和这个工程师构想了一些
这个血管机器人的形态
设想我们可以沿
这种各种各样的微型机械
在人体的血管里面
不断的进行穿梭
来达到一个监测和治疗的目的
当然目前这方面的进展
取得了很重要的一些成果
但是离这个实用化
还存在很大的距离
那么从另外一方面
人体里边也有很多的腔道
比如说这个消化道
肠道 呼吸道等等
那么这方面
也会出现各种各样的疾病
所以如果说能够对这些腔道
进行一定的这个检测
和这个治疗的话
也会对人体的这个健康
起到一个非常关键的作用
那么过去
人们也发展了各种各样的
这个器械来进行检测
但是在这个实用的方便性
人体的舒适方面
仍然存在着很大的这个挑战
那么到现在为止
这个学术界
已经发展了一系列的
这个血管机械的形态
我们可以看到
利用各种这个材料
人们已经可以制出了
一些这个严厉性的
这个血管机器人
或者管道机器人的
这样一些研究
包括像这个图上
利用一些有机材料 集合物
来形成这个管道机器人
那包括利用一些
这个微加工的办法
来实现一些这个微型机械
那么这方面在不断的推进
但是目前为止
所发展的一些血管
或者说管道机器人
都还是记忆一定的
主要还是这种
有一定的硬度的这种材料
那么这样一来的话
在人体的这个管道里边
包括血管里面
它的这个顺应性
包括流动性和运动特性
都存在着很大的一些挑战
而且在加工制造方面
还存在一定的这个瓶颈
那么液态金属机器人
在这方面就可以发挥
非常独特的
这个变革性的措施
那么这些都源于
在实验上取得的一系列的
这个重要的科学发现
那么下面
我们通过一些这个幻灯
和视频来进一步的解读
那么我们通过大量的实验
发现液态金属
这种独特的材料
可以在这种极低的
电压的这个调控下
可以非常灵活的变形和运动
那么这幅幻灯片上
可以看到液态金属
在非常低的一个伏特
甚至更低的这种电压
一到几个伏特
这种很低的电压的
这个作用下
它可以实现灵活的变形
那简单的说的话
可以从一个非常大的
一个液态金属群体
变成一个液态金属液滴
那么不同的液滴之间
可以发生融合
那么或者从一个非常大的
这个液态金属的薄膜
回收成一个液态金属液滴
甚至通过这个电的调控
液态金属还可以沿着一定的
这个桥梁 管道
来实施这个变形
那么进一步我们可以通过
一定的这个程序控制
可以实现这个液态金属
在各种形态之间来回的变化
和这个运动
来实现它的功能
所以它可以作为这个电机应用
也可以作为泵的应用
也可以作为阀门
也可以作为更多的
功能期间的这个组成单元
那么这些
都源于液态金属
实际上是在液态金属
发现了一系列的
这个基础特性
那么液态金属变形的功能
它实际上是可逆的
既可以变大也可以变小
那么我们通过一些
这个化学手段
和这个电学手段的配合
就是我们给它命名的
叫化学电学协同控制技术
可以实现液态金属机器的
可逆变型
我们把它简称为skin
那么利用这种机制
我们可以实现大的液态金属
也可以实现小的液态金属
还可以在这个电学的
这个控制下
实现相应的运动
这样可以充分发挥液态金属
这种柔性机器的这个作用
那么在血管里面
可以通过一定的
这个电学控制
沿着一定的这个腔道
或者管道来运行来发挥
一定的这个生物学应用
那更进一步的话
液态金属
除了利用这个外场来控制
我们可以思考
这样一个基本的问题
它能不能像生命体一样
自主运动
那么实验证明
的确存在这种可能性
那么这幅图上反映的
就像在这个海洋里面的
一些生物
它可以来回的游走
这个其实是源于一种
崭新机制的发现
那就是液态金属
它在吞噬一定的其他物质
像这个铝这种材料的前提下
可以实现自我驱动
那么在一定的管道之内
发生相应的运动或变形
那么这种特性是
确实是非同寻常的
等于就是相当于
没有生气的这种金属材料
那么在吞噬这个
其他的这个物质以后
获得了能量
仿佛生命一样
下面通过一些视频
来了解它的这种特性
我们可以看到液态金属
它一旦吞噬这种材料
可以实现长时间的高速的运转
速度非常快
那么这样的话
在一些这个腔道里边
也可以发挥它独特的一些应用
那么从这幅视频上
实质上我们看到
其实它没有任何的
外界的这个电场
也没有磁场
但它实现了自主的这个驱动
所以业界大家也说
仿佛是一种液态金属
生命的诞生
那么其实从这个
我们来回顾一下
这个生命的一个大爆炸的
这个历史
的确这两幅
这两个情景的话
可以做一些对比
那么右边这幅图
是现实世界里面
发现的液态金属
这种类生命题的软体动物的
这么一些情形
那么左边
是这个含物体生命
大爆炸的一些图片
当时其实这个地球上
只有非常简单的生物
但是通过漫长的这个演化
逐渐形成了
当今异常丰富的这个地球的
这些生命世界
那么液态金属
它未来发展的话
也可能会朝着
更加复杂的机器
甚至就能够满足人类
生命健康的这种需求的方式
来发展
所以因此业界对这种神奇材料
它的一些生物学的特性
也引起了相应的这个关注
甚至来探讨
它的一些生命特性
好 在今天节目当中
我们要给大家来点小小甜头
我想节目第一次
我们放电影给大家看
我们把我们的焦点
放在后面在大荧幕当中
我们这边放一场电影
和我们内容有关
导播请放片
对变成一个AMX的电影院
好 我们其实现在
看到这个画面
其实就是在1994年
1995年我不知道哪一年了
扮演一个非常有名的Terminator Two
《魔鬼终结者》第二季
你有看几遍
我不知道电影院
跟同时我们看了4遍
因为当时对我们来说
不可想象不可
没错但是你知道这个里面
最厉害的一个武器
叫液态金属机器人
现在据说是不是
有可能变成现实了
不但是有可能
已经变成一个事实了
我们今天为什么谈这个问题
是因为我看到
网站上有个消息
就中国科学院理化所
有一个新的消息就网上公布
说中国有个研究团队
由刘静研究员主持的
所以研究团队有两个
两部分的成员
一个是中科院理化所的
还有一个很有趣
清华大学医学院的
这个研究团队
发表一篇论文在
(00:09:26英文)上面发表
那是世界上公布的
第一次有关于液态金属的
一个最新的研究报告
您的意思是
这个液态金属真的被发现
或者说被发明了吗
千真万确
千真万确
所以这个研究报告里面
首先告诉他说
有一种液态金属
在稀释了一些
某些少量东西之后
它就变成有一个能量
它就能够在一个
自主空间里面能够高速的
持续的快速的移动
这个特别重要是自主的
因为在一年以前
2014年的时候
同样研究团队公布的
研究报告
是要靠电控来引导它
那这次不是 完全自主
那这个液态金属的
(00:10:05英文)
到底是个什么样的金属
跟我们看电影有什么关系
你刚才提到
它要稀释什么样的物质
这个东西
是在一个电影院里面的
叫鎵机液态和金
鎵就是一个金字旁
一个家庭的家
这么一个液态合金
那么吸食的一个东西
叫什么 铝 少量的铝
他把这个铝当做能量以后
当做能量以后
它就可以移动了
而且快速移动
速度很快
每秒大概5公分左右
更妙的是它移动了
它能够在一些这个
这些什么
这个一些管道里面
这个管道
它可以根据管道的
这个宽窄自动来变形 变化
不断的移动
而且更妙的是
碰到要转弯的时候
它会突然停下来
好像是有点思考了以后
然后再继续再移动
您刚才描述的这个
跟电影《终结者2》里面
真的是一模一样 好厉害
几乎是一模一样
所以太厉害了
所以这个研究报告一出来以后
短短的一段时间
就引起了国际学术界
科技界的高度的热议
所以这种高度热议高度关注
肯定不是纯理性理论的
因为表面上看起来
是纯科技的
但实际上我马上
就可以想到这个东西
一定可以用在
一些科技 工程方面
比方说智能马达
比方说在血管里面的
小机器人这些等等
我觉得这个应用很大
而且我相信
这个研究报告出来以后
也一定会引起人们在科学
来自于哲学方面的
一些比较深度的
严肃的一些思考
这是什么意思
因为这个我们刚才讲的
这液态金属
它表现出非常特殊的
一种性能
非常接近自然界里面
那种简单的软体动物了
因为简单软体动物
它基本上
它也是能够吃东西的
它也能够变形的
它能够自我移动的
甚至还可以用简单的
这个新陈代谢的
这个在这里面都有
所以这个论文作者
因此就给这个东西
液态金属取了个名字
叫液态金属软体动物
ok 如果真的这样
朝这方向发展的话
那你就不能不去思考
怎么去定义
一个所谓生命的概念了
也难怪的这研究团队当中
还包括了医学团队
是
液态金属这种机器
由于它是液态的
所以它可以实现灵活的
分解或者融合
就仿佛像科幻电影里面的
这个终结者机器人一样
从这个视频上
我们可以看到液态金属
它就像一群机器一样
可以根据需要融合在一起
那么也可以根据
不同的需要分解
甚至一个液态金属机器
可以分成大大小小的
这个马达
就仿佛这个中国古典小说
《西游记》里边所描述的
这齐天大圣孙悟空
拔出一个毫毛
可以形成大大小小的
这种小猴一样
那么液态金属机器在这块
也体现了这样的能力
我们通过这个视频
可以看到液态金属
可以通过注射的方式
来快速的形成
大大小小的这种机器
这个机器的话可以很欢快的
在液体环境里面快速的游动
那么其实在生物医学里边
有非常重要的应用
比如它可以携带一些药物
那么到达一定的目标部位
来实现相应的应用
甚至未来我们可以想象
可能在这个胃肠道里面
就像注射的这种金属马达
可以携带一些药物
进入到肠道胃里边
甚至像这个消化道等等
这样一些腔道里面
来实施它的一些相应的应用
这个呢在这个药物的
递送方面是非常有价值的
过去人们要实现这样的
药物递送的马达
要通过非常复杂的制造手段
或者化学反应手段来实现
那么液态金属机器
在这块提供了一个
非常快捷简便的一些方法
未来还有更大的
研究和应用的这个发展空间
-生物医学工程引言
--生物医学工程引言
-课程简介
--html
-01 组织工程概述和发展历程
-02 组织工程构成要素和代表产品
-03 人体器官重建的挑战
-04 组织脱细胞化技术及相关产品
-05 组织脱细胞化技术辅助复杂器官重建
-06 3D生物打印技术简介
-07 3D生物打印技术用于再生医学
-08 可注射微组织辅助再生医学治疗
-09 肿瘤精准治疗计划
-10 三维微组织阵列辅助临床精准用药
-11 结语
--11 结语
-测试题--作业
-课程简介
--html
-引子
--Video
-走近临床
--Video
-学校研究
--Video
-产业转化
--Video
-小结
--Video
-测试题--作业
-课程简介
--html
-01 介绍
--01 课程简介
-02 X射线影像
--02 X射线影像
-03 CT影像
--03 CT影像
-04 超声影像
--04 超声影像
-05 磁共振成像
--05 磁共振成像
-06 总结
--06 总结
-测试题--作业
-课程简介
--html
-01 脑起搏器技术总体介绍
--Video
-02变频电刺激技术
--Video
-03 脑起搏器电极技术
--Video
-04 具有脑电记录功能的脑起搏器系统
--Video
-05 脑起搏器远程程控技术
--Video
-06 总结与展望
--Video
-测试题--作业
-课程简介
--html
-引言
--引言
-脑机接口技术
--脑机接口技术
-大脑对中文声韵母的处理
-大脑对中文声调的处理
-科研与临床的结合
--科研与临床的结合
-结语
--结语
-测试题--作业
-01 液态金属简介及液态金属血管造影技术
--Video
-02 基于液态金属流体特性的肿瘤阻断治疗技术
-03 基于液态金属电学特性的皮肤电子学
--Video
-04 液态金属在体3D打印技术即可注射电子技术
--Video
-05 基于液态金属电学特性的神经连接与修复技术
--Video
-06 基于液态金属的机械力学特性的可注射式骨水泥技术
--Video
-07 液态金属腔道或血管机器人
--Video
-08 总结及展望
--Video
-液态金属生物材料学--测试题
-课程简介
--公告
-01 微创手术的起源
--Video
-02 医学影像引导手术
--Video
-03 临床手术现状与问题
--Video
-04 影像增强引导方法
--Video
-05 医疗机器人与远程手术
--Video
-06 空间透视融合导航
--Video
-07 精准微创诊疗器械
--Video
-08 智能微创诊疗一体化
--Video
-09 结束语
--Video
-测试题--作业