中大新技術改善微型機械人 或免病人開刀之苦

中文大學發明大幅提升微型機械人活動性能的技術，研究人員稱是受到植物「噴瓜」啟發，指發明可用於開發微型機械人，進入人體深層組織採樣，免卻病人開刀之苦。

微型機械人的應用日益廣泛，然而受限於體型，微型機械人能承載的能源與組件非常有限。中大工程學院機械與自動化工程學系的一項研究，受植物「噴瓜」啟發，開創可以大幅提升微型機械人功率輸出的技術——破裂誘導的功率放大機制（ASEF）。

中大並藉此發明「光驅動水凝膠彈射器」，無論在功率輸出和運動性能方面，均遠超現存的常規微型工程機械系統。

受植物啟發突破技術瓶頸

「噴瓜」的果肉在生長期間，會轉變成黏液，膨脹使果壁受力拉伸，內部壓力不斷積累到臨界點時，果實頂部就會破裂，並將種子噴射到遠處。

中大研究團隊受此啟發，並在浙江大學及美國卡內基梅隆大學團隊給予理論與方法學建議的協助下，開創破裂誘導的功率放大運動機制，並藉此研發光驅動水凝膠彈射器。

彈射器由高韌度和彈力的水凝膠製成，內部嵌入可進行光熱轉換的石墨烯。當彈射器受到近紅外線照射時，石墨烯會迅速加熱，使水凝膠的水份氣化，令彈射器的體積不斷膨脹、變形，產生大量的應變能（即物體在變形時累積的能量）。

當能量積累至極限時，會撐破彈射器底部，並將累積的能量於0.3毫秒內，瞬間轉化為動能釋放。

採用這種新技術，一個直徑僅7毫米、厚3毫米，如鈕扣型電池般大小的水凝膠彈射器，起步速度可達至時速約27公里，加速度（速度隨時間的變化率）達每二次方秒25,000米（m/s2），即重力加速度的2,500倍。垂直發射距離可接近兩米，即為彈射器長度的643倍。這種新的功率放大技術的運動性能和功率輸出能力，均遠超現存的常規微型工程機械系統。