想象一下,灵活的机械臂在患者体内充满器官的空间中穿行。 这些工具熟练地穿过肠道以到达结肠的一部分。 然后,手臂逐渐变硬,并使用抓取尖端进行精细的手术。 这就是由章鱼肢体启发并由一个欧洲工程、神经生物学和机器人专家小组执行的愿景,并配有原型。
该项目,庞大的标题“用于手术操作的刚度可控灵活和可学习的操纵器”联盟,通常被称为更具创造性的首字母缩写词STIFF-FLOP。 正如长名称所暗示的那样,该联盟正在制造机械臂,这些机械臂将协同工作,通过仅进行一次切口或通过自然孔口接近器官来执行微创手术。 这些手臂将足够灵活和足够长以适应复杂的解剖结构,但又足够坚硬以完成复杂的手术。 但是原型有一个问题:手臂将如何避免缠绕或抓住错误的器官?
章鱼有八条波浪状的肢体,它们给出了答案。 与我们的大脑不同,后者让我们知道我们是否交叉双臂,章鱼的大脑缺乏类似的运动神经元图。 然而,令人惊讶的是,它们灵活的、带有吸盘的触手几乎从未陷入混乱。

机械臂工作时的内部视图。(图片来源:Helge Würdemann/核心/伦敦国王学院/STIFF-FLOP)
Helge Würdemann/核心/伦敦国王学院/STIFF-FLOP
位于以色列希伯来大学的章鱼研究小组,现在是STIFF-FLOP的合作伙伴之一,一直在研究章鱼的运动技能。 他们注意到,即使在与章鱼的身体分离一小时后,手臂仍然在它们的储罐中蠕动并抓住物体,但从未触及它们的前主人、其他章鱼肢体或皮肤样本。 他们得出的结论是,章鱼皮肤上的一种化学物质一定能阻止手臂互相抓取。 他们尚未确定这种化学物质,但他们正在将该自我回避技巧的一个版本应用于STIFF-FLOP项目,工程师们正在以计算机化的形式重新创建它。
他们的程序将使原型的手臂能够相互识别以及识别某些身体部位。 例如,他们可以“识别肠道的内壁,并避免像章鱼的手臂被“编程”识别其相邻的手臂一样抓住它们,”耶路撒冷希伯来大学的神经科学家、研究人员之一Guy Levy说。

一个由工程、神经生物学和机器人专家组成的团队正在开发能够安全穿过患者身体的机械臂。 该原型正在将自身操纵到假人的身体腔内。(图片来源:Helge Würdemann/核心/伦敦国王学院/STIFF-FLOP)
Helge Würdemann/核心/伦敦国王学院/STIFF-FLOP















