基于藻类的新型微型机器人利用光组装成活性集群，有望实现智能伤口治疗。

科学家们开发出由藻类和纳米颗粒制成的活性微型机器人集群，它们能在蓝光下组装成定制形状，并在红光指令下分散。这种生物混合系统有朝一日可以借助类似智能绷带的平台，将药物直接递送到伤口或病变组织处。

研究团队利用绿色微藻——莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii），创造了能够实时改变形状、大小和位置的可重构集群。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，从星形、箭头到类似大陆的形状，不一而足。

红光则逆转这一过程，令集群解体并重新自由游动。研究人员表示，该方法为控制生物混合微型机器人的集体行为提供了一条新途径，可应用于医疗和环境领域。

该研究还展示了一种人工智能辅助的伤口治疗理念。研究人员使用图像分割软件识别可疑的伤口区域，并生成与之匹配的光掩模。随后，微型机器人在医用胶带上完成组装，并被直接释放到伤口区域。

光塑造活体集群

与通常依赖磁铁或声波的合成微型机器人不同，这个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，向气液界面迁移，形成密集的集群。红光则使其切换回自由游动状态。

研究人员展示了可逆的集群形成过程，历经多个循环，形状保真度得分超过0.95。这些集群还可以分裂成更小的群体，重新合并，并在保持几何形状的同时移动。

在一项实验中，团队将形状为美洲和亚欧非的掩模投射到盛有藻类的培养皿上。数分钟内，与投射区域相匹配的集群便形成了。在另一项测试中，箭头形状的集群移动了数毫米，同时保持了自身结构。

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照射光的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，团队利用静电作用将载有药物的PLGA纳米颗粒附着在藻类上。随后，这些生物混合微型机器人在涂有人造伤口液的人工皮肤所制成的模拟伤口上进行了测试。

人工智能图像分割系统对伤口进行分析，并生成与发炎或感染组织区域相匹配的定制掩模。在蓝光下，微型机器人按照伤口的精确几何形状在医用胶带上组装。

将胶带贴于目标区域后，红光触发微型机器人快速释放。研究人员报告称，近90%的生物混合体在不到两分钟内转移到了伤口腔内。

研究团队指出，由于光对组织的穿透力仍是一大挑战，该技术目前仅限于表层应用。未来的工作将聚焦于将治疗性药物装载到微型机器人上，并在活体系统中进行测试。

该研究发表于《科学进展》（Science Advances）期刊。

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