微型机器人进入肺部治疗肺炎。（王实验室/加州大学圣地亚哥分校）
科学家已开发出由藻类和纳米粒子制成的活体微型机器人集群，这些集群可在蓝光下组装成定制形状，并通过红光指令分散。这种生物混合系统未来有望通过类似智能绷带的平台，直接将药物递送到伤口或病变组织。
研究团队利用绿色微藻莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)创建了可重构的集群，能够实时改变形状、大小和位置。通过定制掩模投射图案化蓝光，研究人员引导藻类形成紧密排列的结构，从星星、箭头到类似大陆的形状不等。
红光则逆转了这一过程，使集群分解并重新自由游动。研究人员表示，这种方法为生物混合微型机器人在医疗和环境应用中的集体行为控制提供了新途径。
该研究还展示了一种AI辅助伤口治疗概念。研究人员使用图像分割软件识别可疑伤口区域并生成匹配的光掩模。微型机器人随后被组装到医用胶带上，并直接释放到伤口区域。
光线塑造活体集群
与通常依赖磁铁或声波的合成微型机器人不同，新系统利用藻类天然的光敏行为。在蓝光下，微生物聚集在一起并向液体-空气界面迁移，形成密集集群。红光则将其切换回自由游动状态。
研究人员展示了多周期可逆的集群形成，形状保真度评分高于0.95。这些集群还能分裂成更小的群体，重新合并，并在保持几何形状的同时移动。
在一个实验中，研究团队将形状类似美洲和非欧亚大陆的掩模投射到装有藻类的培养皿上。匹配投影区域的集群在几分钟内形成。在另一项测试中，箭头形状的集群在保持结构的同时移动了几毫米。
研究人员还开发了一种概率算法，用于预测集群在变化的光照条件下的行为。该模型模拟了个体藻类如何根据辐照波长和强度加入或离开集群。
智能绷带递送
为探索医疗应用，研究团队利用静电相互作用将载药PLGA纳米粒子附着到藻类上。随后，这些生物混合微型机器人在人工皮肤上模拟伤口进行测试，人工皮肤涂有合成伤口液。
AI图像分割系统分析伤口并生成匹配炎症或感染组织区域的定制掩模。在蓝光下，微型机器人在医用胶带上组装成与伤口完全一致的几何形状。
将胶带放置在目标区域后，红光触发了微型机器人的快速释放。研究人员报告称，近90%的生物混合体在两分钟内转移到伤口腔内。
研究团队指出，由于光穿透组织仍是一个挑战，该技术目前仅限于表面应用。未来工作将集中在为微型机器人装载治疗药物并在活体系统中进行测试。
该研究发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。
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