亚马逊物流仓库里，机器人技术的移动和跨协作特质颠覆了物流业，现在有一项新技术或许可以像这些物流业的机器人那样改变与生物技术相关的各种产业，包括医学诊断、药物开发、基因组学以及化学/材料的合成等领域。 加州大学洛杉矶分校（UCLA）的工程师们研发出了一种基于磁铁系统的新型流体机器人，这种机器人不仅可以加速医疗诊断技术的发展，并使之自动化 。该研究最近登上《科学·机器人学》（Science Robotics ）子刊封面。
由于这些机器人由磁力驱动，所以研究人员将其称为“ferrobots”。它们的外形与我们常见的人形机器人不一样，它们仅仅是直径约为2毫米的圆形磁铁，就像水珠在玻璃上移动那样，机器人们在芯片上进行移动。 这些机器人可以在芯片系统中进行精确移动，并对人体组织的血液等进行操控。比如它们可以将大液滴平均切割成多个小液滴，以方便进行多项测试；它们还可以将液滴移动至预定的位置进行检测。
▲ferrobotic system概览，该系统能够执行液滴的包装运输、合并、生成、过滤、分配和传感（图片来源： 参考资料： [2]）
通过计算机编程，机器人们便可以在微型的系统中执行大规模、连续性的流体操作了。而使得机器人们能更好“施展才华”，微型系统中芯片的设计十分重要，如上图可见。这块芯片中装载着电磁砖，电磁砖则会沿着目标的移动路径拉动机器人，这就像使用磁铁在棋盘下移动金属棋子那样。 这项研究受到亚马逊仓库里物流机器人的启发，研究人员转换思路，他们认为在微型世界同样也可实现如此高效协同的体系 ，于是便有了我们所看到的研究成果。他们在微流体装置中实现了同样水平的自动化和流动性，不过唯一的区别是UCLA的这个“仓库”迷你得多，只有手掌那么大，且其装载的“货物”也只是零点几毫米大小的液滴。为了证明这间“仓库”和“仓库”内“搬运工”的性能，研究人员开展了一项实验。实验中展示了由三个机器人组成的自动化网络是如何操控芯片上的人类血浆样本的，从而找出可能表明癌症存在的分子标记，以验证该技术在医学诊断领域的潜力 。
▲三个机器人的工作分配（图片来源： 参考资料[2]）
他们对系统进行编程，以在微流体体系结构中实施自动化测定的步骤，三个机器人（F1、F2、F3）将会以流水线的方式执行以下步骤：样品收集、均匀样品分配、样品递送、样品聚合及感应检测。上图所示，F1机器人负责将源样品和测试样品收集起来，并分配成较小的均匀液滴；F2机器人负责将已分配的小液滴输送到指定的检测口；F3机器人的任务则是将已分配的液滴残留物清除到废物室。 研究人员表示：“亚马逊的物流机器人的诞生使物流业的效率上升了一个层次，那么我们的技术是否可以也为生物技术行业带来一些改变呢？我们的技术在医学诊断、药物开发、基因组学以及化学/材料合成等领域的潜力不容小觑。” 题图来源: WENZHUO YU and HAISONG LIN/UCLA]
参考资料：
[1] Engineers develop miniaturized 'warehouse robots' for biotechnology applications Retrieved Feb 28, 2020 from https://techxplore.com/news/2020-02-miniaturized-warehouse-robots-biotechnology-applications.html
[2] A ferrobotic system for automated microfluidic logistics Retrieved Feb 28, 2020 from Science Robotics 26 Feb 2020: Vol. 5, Issue 39, eaba4411 DOI: 10.1126/scirobotics.aba4411
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