İnatçı tırmanma robotları, vücudumuzun en ulaşılmaz bölgelerine ilaç ulaştırabilecek.

Akciğerlerin ve bağırsakların ıslak, kaygan iç duvarlarına tırmanabilen, yumuşak, esnek gövdeli ve çivili bacaklara sahip minik robotlar, bir gün ilaç ve tıbbi sensörleri vücudumuzun en ulaşılmaz yerlerine ulaştırabilir.

Bu küçük robot, insan vücudunun içindeki yapışkan yüzeylere tırmanabilir. Yingdan Wu ve Xiaoguang Dong

Yeni “mini robot” (birkaç milimetre uzunluğunda), kavrama mukavemetini kaybetmeden kumaşların yüzeyine sıkıca sabitlenmiş pençelerle donatılmıştır. Robot, ani hareketlerden kaynaklanan yer değiştirmeye karşı dirençlidir ve üzerinden sıvı aktığında bile yüzeyde kalabilmektedir (vücudumuzdaki solunum ve sindirim ile ilişkili sıvıların hareketine benzer şekilde).

Almanya’daki Max Planck Akıllı Sistemler Enstitüsü’nden Metin Sitti, “İnsan vücudunun içinde dikey ve hatta baş aşağı hareket edebilen kablosuz bir cihaz, yumuşak robotikte bir kilometre taşını temsil ediyor” diyor.

Sitti, “Önceki mini robot modelimiz biyolojik doku üzerinde yürüyebiliyor, yuvarlanabiliyor, yüzebiliyor, zıplayabiliyor ve sürünebiliyordu” diyor. Ancak kalp, akciğerler ve sindirim sisteminde ulaşılması zor bölgelere ulaşmak için gerekli olan karmaşık üç boyutlu yüzeylere tırmanamadı.

Tennessee’deki Vanderbilt Üniversitesi’ndeki projenin ortak yazarı Xiaoguang Dong, ekibin önce robotun bacaklarını belirli bağırsak parazitlerine benzeyen vantuzlarla donatmaya çalıştığını söylüyor. Ancak, bazı zorluklarla karşılaştılar ve gerekli çabaları tekrarlayamadılar, üstelik (bilim adamına göre), robotu “tutuşunu gevşetmek” kolay değildi.

Bunun yerine, ekip robotu “kır yürüyüşü sırasında giysilere yapışan bitkilerin dikenlerini anımsatan” iki çivili bacakla donattı, diye açıklıyor Sitti. Bir pençe yüzeye iner inmez, robot diğerini koparır ve vücudunu bir “adım” atmak için döndürür (geliştiriciler bu mekanizmaya “soyma ve yükleme” adını verir).

İnce bir kitosan tabakası (karides kabuklarında bulunan bir madde) ile kaplandığında, “mikro sivri uçlar”, pençelerin domuzların akciğerleri ve sindirim sistemi (bronş tüpleri dahil) içindeki mukus tabakasına bağlanmasına izin verecek kadar güç üretti. , yemek borusu, mide ve bağırsaklar) ve ardından yeni bir adım atarak ayrılın.

Bu küçük robot, iç organlarınız arasında gezinebilir ve ilaçları en ulaşılmaz yerlere ulaştırabilir. 3,7 milimetre uzunluğundaki robot, akciğerlerin ve sindirim sisteminin iç duvarlarına yapışabiliyor. Yeni “milibot”, nefes alma ve sindirime benzer şekilde keskin titreşimlere ve sıvılara maruz kalmaya dayanan iç organların yüzeylerine yapışan bacaklara sahiptir. Ayrı bir kontrol modülünden gelen komutlarda dikey olarak yükselebilir (ve hatta baş aşağı çevirebilir).

Bir dizi laboratuvar testinde araştırmacılar, robotun sallandığında veya suyla yıkandığında bile “çok kaygan ve genellikle kırışmış biyolojik dokuya tırmanma ve tutunma” yeteneğini koruduğunu buldular. Sitti, sonuçlar hakkında “Çok heyecanlandım ve şaşırdım” diyor.

Araştırmacılar, robotun hareketini harici manyetik alanlar kullanarak kontrol ettiler. Dong, robotun gövdesi elastik manyetik metalden yapıldığından, bilgisayar komutlarına yanıt olarak eğilip döndüğünü söylüyor.

Robotun boyutları 3,7 mm uzunluğunda ve 1,5 mm genişliğindedir. Max Planck Enstitüsü’nde doçent olan çalışmanın ortak yazarı Ingdan Wu, cihazın hacminin üç katını ve kendi ağırlığının 20 katını taşıma kapasitesine sahip olduğunu söylüyor.

Böylece ilaçları, kablosuz elektronik sensörleri ve hatta mikroiğneleri ve biyopsi materyallerini taşıyabilir ve mikroskobik ilaç parçacıklarını vücudun ulaşılması zor bölgelerine enjekte etmek için mikro sivri ucunu kullanabilir.

Wu, “Mikro sivri uçlar yalnızca mukus tabakasına yapıştığı için dokunun kendisine zarar vermez” diye açıklıyor.

1. Kapalı ve kapalı alanlarda karmaşık 3B yüzeylere tırmanabilen milimetre ölçekli kablosuz yumuşak tırmanma robotu.

(A) Kapalı küçük alanlarda daha önce erişilemeyen yerlere ulaşabilen yumuşak bir tırmanma robotu konsepti. Solda: Harici manyetik alanlar tarafından kontrol edilen deforme olmuş yumuşak tırmanma robotunun görüntüsü. Sağ: Kapalı küçük alanlardaki hareketin bir gösterimi. (B) Ferromanyetik yumuşak gövdeli yumuşak bir robot tırmanıcının boyutları (uzunluk, L = 3,7 mm; genişlik, w = 1,5 mm; kalınlık, t = 150 µm). Robot, sert yüzeyler için düz bir yüzeye veya kaygan ve deforme olabilen yüzeyler için yapılandırılmış bir yüzeye sahip manyetik olmayan iki yumuşak pençeye sahiptir. (C) Yumuşak tırmanan bir robotun manyetizasyon profili. Büyüklük profili, M(s); faz profili, ϕ(s), s ∈ [0, L]. Mavi oklar, manyetik dipol momentlerinin dağılımını gösterir. (D) 3D kuru ve pürüzlü yüzeylere tırmanmak için mantar şekilli yapışkan elemanlara sahip bir robot tabanının çizimi. (E) Robotun mukus kaplı doku yüzeylerinde yürümek için biyo-yapışkanlı ve mikro sivri uçlu benzersiz tabanının çizimi. Fotoğraf: Yingdan Wu ve Xiaoguang Dong, Max Planck Akıllı Sistemler Enstitüsü.

Araştırmanın sonuçları Science Advances dergisinde yayınlandı.

Kaynaklar Journal Science Advances, Twitter Xiaoguang Dong
(DOI: 10.1126/sciadv.abn3431)
(
(

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.