让旅行在你体内的机器人来保护你吧

医生在看病的时候，为了弄清楚病人的病灶所在，经常需要利用各种方式来观察人体内部的情况。

于是就有了X光，超声波，CT检查等等。

一旦条件允许的话，其实医生更想要的还是能直接观察人体内部的情况。

自从爱迪生发明电灯，人们就一直在努力让灯泡变得更小，其中一个很重要的目的就是想照亮人体内部的秘密。

最近热播的美剧《性爱大师》里面，在上世纪50年代，马斯特斯博士就设计出这么一个工具来研究人类性行为的奥秘：

我只告诉你这个东西前面有个LED灯，还有摄像头，额外的画面请自行去想象……

当然，目前最常见的直接观察人体内部的方式还是：

内窥镜

尽管现在医院内常用的结肠镜或胃镜都是柔软的玻璃纤维管，我们仍不难领会这样的检查过程将是一种什么样的体验。

很多做过内窥镜检查的病人不免会提出这样一个疑问：

有个小灯泡加上摄像头就足够了，为什么非要再牵一根管子呢？

其实以色列的工程师 Gavriel Iddan 30多年前就在考虑这个问题了。

他花了20年的时间才做成一种内嵌有镜头和光源的“胶囊”：PillCam。

PillCam 采用无线摄像头来传输视觉信号。

从2001年开始，它已被正式应用于医院的临床治疗中。

然而这种胶囊式内窥镜所观察到的只有图像，并没有额外的传感器来采集体内 pH 值或是温度这类具体的生理指标。

到了2012年，Medimetric 公司就研发出来一种专门检测体内 pH 值与温度的“胶囊”。这种 IntelliCap “胶囊”可以通过体内不同器官的不同 pH 值来实施定点用药，甚至是进行体内注射。

可无论是2001年的 PillCam 还是2012年的 IntelliCap ，它们都只能被动地随着消化道的蠕动而进行移动。

为什么这类的“胶囊”就不能能自己进行移动呢？

在 2011 年的 TEDMed 活动上，美国范德堡大学的 Pietro Valdastri 就演示了一个可以通过磁力在体内进行移动的“胶囊”。

他还在想办法进一步改进这种“胶囊”，这里面确实有几个难题：

首先在尺寸上它要像一个胶囊，要能被人吞下去然后还能自然地排出体外；

然后是在“胶囊”有限的空间内解决电源问题；

还要有传输速度足够好的无线带宽；

另外要有设计完善的故障保护模式，要避免设备故障伤害人体内部器官；

最终，设备在功能上要做到能跟体内目标区域进行足够的交互，因为我们需要应对各种不同的病灶。

根据这些共通的问题，Pietro Valdastri 研究出来一个开源的微型硬件系统，他的想法是把整个“胶囊”分解成为“标准化”的机械电子模块，如 CPU、电池、无线通讯、促动器及各式传感器。

这使得想使用这种技术的人可以很方便地把这些功能模块用一片柔性电路板组装起来，而精通于某项技术的人则可以专注于改进相应的模块。

我们甚至可以在“胶囊”里加上一些机械模块，医生就可以用这样的机器人在病人体内实施更加复杂的手术或治疗。

Valdastri 自己就设计出来几种各不相同的“胶囊”：内嵌摄像头的机器人可以自己游过胃部，缓慢爬行的机器人可以安全地在结肠内拍照，装备手术钳的机器人可以止住消化道内出血。他还为这个开放架构设计出多种不同的传感器模块。

虽然这样的“胶囊”还处于原型阶段，我们不妨先来看看这个：

今天暑假，一群七到九年级的中学生就专门到 Pietro Valdastri 的实验室里来制作和摆弄这种开放架构的机器人。

学生们这里所用的是通过磁力直接就能搭扣在一起的电路模块：由电动马达驱动的轮子，搭上气压计和惯性测量单元，再加上电池以及蓝牙模块……一眨眼的功夫你就可以用手机控制它来踢一场机器人足球比赛了。

同时，这样的系统设计能让你很简单地重新组合电路模块，从而制作出不同功能的机器人。医疗用途的“胶囊”机器人也是一样的道理。

也许有一天，病人只需要吞下一粒“胶囊”，医生就可以远程遥控这个“胶囊”机器人在病人体内进行一些微创手术。这对病人而言将是莫大的福音。

治病救人虽然是医生的职责，但如果工程和软件行业拥有专业技能的人都能非常容易地为“胶囊”开发各种各样的“模块”，势必能极大地推动“胶囊”机器人在临床医疗上的广泛使用。

Geeker 说

这听起来好像天方夜谭，不过真的有外行人利用自己的专业知识来帮助医生发明更好地治疗方案。

Tal Golesworthy 患有主动脉扩张。它的传统治疗方案径直切下受损的主动脉，然后换上塑料制成的血管进行替代。那就需要断开你当下的血液循环，把正在跳动的心脏停下来：全身麻醉，接上呼吸机和人工心脏，然后再把体温降到18度才能进行这么大的开胸手术。

就算是手术成功，在活下来的日子里你都需要进行持续的抗凝血治疗，一般是服用华法林抗凝剂。再往后的生活质量与存活时间肯定就不比从前了。

但他是一名锅炉工艺工程师。他利用自身工程与管道方面的技能提供出来一个全新的治疗方案：不是用塑料血管替代自己的主动脉，而是在受损的主动脉上加固一层有效的外围支撑。不必断开你正常的血液循环，不需要你接入呼吸机或人工心脏，也不用任何后续的抗凝治疗。

医生在人体本身的知识上无人能及，但研究和设计出更好用的医疗工具，工程师和程序员的技能也是必需的。

因而“胶囊”机器人方面同样的跨领域难题，通过这种开放架构的平台进行技术整合，必定有助于这种机器人技术真正发展起来。

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