میکرو ربات های جدید کنترل از راه دور برای عملیات پزشکی
در چند سال گذشته، دانشمندان سراسر جهان در حال مطالعه بر روی راه هایی بوده‌اند تا از ربات‌های مینیاتوری برای درمان بهتر انواع بیماری‌ها استفاده کنند. این ربات‌ها طراحی شده‌اند تا وارد بدن انسان شوند، و جایی روند که بتوانند داروها را به مکان ها مشخص شده برسانند و یا عملیات دقیقی مانند پاکسازی شریان‌های مسدود شده و دارای لخته را عهده دار شوند. توسط جایگذاری یکی از این ربات‌های تهاجمی، در جراحی‌هایی که اغلب پیچیده هستند، میتوانند درمان را بهینه سازی کنند. در ادامه‌ی آشنایی با این میکروربات‌ها با دیجی ربات همراه باشید.دیجی ربات بخش جدیدی است که در آن قصد داریم با تمرکز بر روی انواع ربات‌ها ، آخرین اخبار رباتیک ایران و جهان را در اختیار شما قرار دهیم.
دانشمند EPFL ، سلمان سکر به همراه هن- وی هوانگ و بردلی نلسون از دانشمندان ETHZ به ساخت و توسعه ی یک روش تطبیق پذیر و ساده برای تولید چنین ربات‌های زیست- یار و تجهیز کردن آن‌ها به ویژگی‌های پیشرفته؛ می پردازند. آن‌ها همچنین یک پلت فرم برای تست و آزمون بسیاری از طرح‌های ربات ایجاد کرده‌اند و در حال مطالعه بر روی حالات مختلفی از روش‌های جا به جایی و انتقال این گونه ربات‌ها هستند. این نحقیقات با مضمون تولید میکرو ربات های قابل تنظیم مجدد که با توان بالا میتوانند ساخته شوند در مجله Nature Commmunications به چاپ رسیده است.آن‌ها یک پلت فرم دستی یکپارچه ساخته‌اند که می تواند تحرک ربات‌ها را از راه دور، توسط میدان‌های الکترومغناطیسی کنترل کند و با استفاده از گرما باعث تغییر شکلشان شود.
رباتی که شبیه بک باکتری است و شبیه آن حرکت میکند
برخلاف ربات‌های معمول، این میکرو ربات‌ها نرم، انعطاف پذیر، و فاقد موتور هستند. آن ها از یک هیدروژل زیست- سازگار و نانو ذرات مغناطیسی ساخته شده‌اند. این نانو ذرات، دو عملکرد دارند. آن‌ها در طول فرآیند تولید شکل خود را به میکرو ربات ها می‌دهند و باعث می شوند تا زمانی که یک میدان الکترومغناطیسی اعمال شد؛ ربات‌ها حرکت و شنا کنند.
ساخت یکی از این میکرو ربات‌ها شامل مراحل بسیاری است. در ابتدا، نانو ذرات در زیر لایه‌های یک هیدروژل زیست- سازگار قرارداده میشوند. سپس یک میدان الکترومغناطیسی اعمال میشود تا به نانو ذرات در قسمت های مختلف ربات، جهت دهد؛ به دنبال آن یک مرحله پلیمریزاسیون برای ثابت کردن هیدروژل وجود دارد. بعد از این، ربات در آب گذاشته می شود جایی که به روش‌های مشخصی براساس جهت و گرایش نانوذراتی که در زیر ژل هستند، چین میخورد و تا میشود، تا به حالت نهایی کلی ۳D معماری میکرو ربات، دست پیدا کنیم.
به محض آنکه به حالت نهایی دست یافتیم، یک میدان الکترومغناطیسی استفاده میشود تا ربات را به شنا کردن وادار کند. سپس، زمانی که گرم شد، ربات تغییر حالت می‌دهد و گسترده و باز میشود. این رویکرد در ساخت، به محققین اجازه می دهد تا میکرو ربات هایی را بسازند که تقلید از باکتری‌ای باشد که باعث تریپانوزوم آفریقایی می شود. این باکتری خاص، از یک تاژک شلاق مانند برای حرکت خود استفاده می کند، اما هنگامی که داخل جریان خون یک فرد، به عنوان مکانیزم بقا قرار می گیرد، آن را مخفی میکند.
ٰمحققان، طراحی های مختلفی از میکرو ربات را امتحان کرده‌اند تا به تقلید از این رفتار برسند. نمونه اولیه‌ی ربات که در این کار معرفی شد، یک باکتری قسمتی تاژک مانند دارد که آن را قادر به شنا کردن می سازد. زمانی که با یک لیزر گرم میشود، تاژک دور بدنه ی ربات میپیچد و مخفی میشود.
درک بهتری از نحوه‌ی رفتار باکتری
سکر میگوید: (( ما نشان می‌دهیم که هم قسمت بدن باکتری و هم تاژک آن، نقش مهمی در حرکت آن ایفا می کنند)). همچنین او ادامه می دهد: (( روش جدید تولیدمان به ما این امکان را می دهد تا مجموعه‌ای از اشکال و ترکیب‌ها را برای بدست آوردن بهترین قابلیت حرکت برای یک وظیفه ی داده شده را تست کنیم. تحقیق ما همچنین یک دید با ارزش از چگونگی حرکت باکتری در داخل بدن انسان و تطبیق آن با تغییرات در محیط کوچک بدن برایمان فراهم کرد.))
هم اکنون، میکرو ربات ها هنوز درحال توسعه و ساخت هستند. به گفته ی سکر: ((فاکتور‌ها و عوامل زیادی هستند که باید در توسعه‌ی این ربات‌ها به حساب بیاوریم. برای مثال ما باید از اینکه میکرو ربات‌ها باعث بروز هیچگونه اثرات جانبی‌ای در بیمار نمیشوند، اطمینان حاصل کنیم)).
