科學家們已經開發出由藻類和納米顆粒組成的活性微型機器人羣體，這些微型機器人可以在藍光下組裝成自定義形狀，並能在紅光指令下解散。這種生物混合系統將來或許能幫助通過類似智能繃帶的平台，將藥物直接送達傷口或病變組織。研究團隊使用綠色微藻 Chlamydomonas reinhardtii，創建可重配置的羣體，能夠實時改變形狀、大小和位置。通過自定義面具投射有圖案的藍光，研究人員引導藻類形成緊密的結構，這些結構可以是星形、箭形或類似大陸的形狀。
紅光則使這些羣體逆轉過程，讓它們重新分散並自由遊動。研究人員表示，這種方法為控制生物混合微型機器人的集體行為提供了一種新途徑，並可應用於醫療和環境領域。研究還展示了一種 AI 輔助的傷口治療概念。研究人員使用圖像分割軟件來識別可疑的傷口區域，並生成匹配的光掩模。然後，微型機器人被組裝到醫療膠帶上，並直接釋放到傷口區域。 光形狀的活性羣體與依賴磁鐵或聲波的合成微型機器人不同，這一新系統利用了藻類的自然光敏行為。
在藍光下，微生物聚集在一起，並向液體-空氣界面遷移，形成密集的羣體。紅光則將其切換回自由游泳的狀態。研究人員演示了可逆的羣體形成，經過多次循環後，其形狀保真度得分超過 0.95。這些羣體還能夠分裂成更小的組，重新合併並在保持幾何形狀的同時移動。在一個實驗中，研究團隊將類似美洲和非洲-歐亞大陸的面具投影到充滿藻類的培養皿上。與投影區域相匹配的羣體在幾分鐘內形成。
在另一個測試中，箭形羣體在保持結構的情況下移動了幾毫米。研究人員還開發了一種概率算法，以預測羣體在不同光照條件下的行為。該模型模擬了單個藻類如何根據照射波長和強度加入或離開羣體。 為了探索醫療應用，團隊利用靜電相互作用將運載藥物的 PLGA 納米顆粒附著到藻類上。然後，這些生物混合微型機器人在用合成傷口液體覆蓋的人造皮膚上模擬的傷口上進行測試。AI 圖像分割系統分析了傷口並生成匹配發炎或感染組織區域的自定義面具。
在藍光下，微型機器人按照傷口的確切幾何形狀組裝在醫療膠帶上。當膠帶放置在目標區域上時，紅光觸發微型機器人的快速釋放。研究人員報告稱，近 90% 的生物混合體在不到兩分鐘內轉移到傷口腔內。團隊指出，由於光線穿透組織仍然是一項挑戰，這項技術目前仍限於表面應用。未來的工作將集中在為微型機器人載入治療藥物並在活體系統中測試。該研究發表在《科學進展》期刊上。
