Mikroboty mogą przemierzać przestrzenie, do których nie mogą wlecieć drony, a naukowcy przewidują, że w przyszłości takie urządzenia, wykonane w jeszcze mniejszych rozmiarach, będą mogły być umieszczane w naczyniach krwionośnych, aby pomagać w operacjach chirurgicznych.
Maleńkie roboty robaki opracowywane z myślą o pomocy medycznej
Lisa Rapaport
28 marca 2022 r. - Kiedy lekarze nie mogą łatwo dotrzeć do kogoś - czy to w strefie wojny, czy podczas klęski żywiołowej - projektowane są roboty-robaki, które przyjdą z pomocą.
Dzieje się tak, ponieważ te same cechy, które sprawiają, że niektóre owady są tak inwazyjnymi szkodnikami - takie jak ich niewielkie rozmiary i odporność na trudne warunki - mogą sprawić, że będą one idealnymi dostawcami usług medycznych, gdy lekarze nie będą mogli łatwo dotrzeć do pacjentów.
Inżynierowie zbudowali prototypowe robaki, które naśladują ruchy owadów, dzięki czemu mogą dostać się do ciasnych pomieszczeń i przetrwać tam, gdzie żywe stworzenia nie są w stanie dotrzeć. Te pełzające robale zostały zbudowane przy użyciu technologii sztucznych mięśni, procesu, który pozwala robotom zginać się, wyginać i poruszać, skacząc po powierzchniach w sposób, w jaki robi to wiele owadów.
"Przypomina to ładowanie strzały do łuku i strzelanie do niej - roboty chwytają się jej, aby zgromadzić energię, a następnie uwalniają ją w impulsywnym zrywie, aby ruszyć do przodu" - mówi dr Ravi Shankar, profesor inżynierii przemysłowej na Uniwersytecie w Pittsburghu, którego laboratorium kierowało badaniami.
Zespół inżynierów opracował zakrzywiony kształt, który pozwala robakom gromadzić energię potrzebną do wykonywania szybkich ruchów. Dzięki temu roboty mogą działać przy użyciu zaledwie kilku woltów energii elektrycznej.
Zespół opublikował wyniki wczesnych testów prototypów robotów-robaków w czasopiśmie "Advanced Materials Technologies". Na tym etapie ich głównym sukcesem jest to, że opracowali sposób, aby roboty wielkości świerszcza poruszały się z szybkością i precyzją przy użyciu sztucznych mięśni, czyli technologii, która zazwyczaj porusza się bardziej jak żółw niż jak zając.
Wszechstronne ruchy i lekka konstrukcja powinny pozwolić robotom na poruszanie się w szerokim zakresie terenu, niezależnie od tego, czy są to ruchome wydmy, skaliste klify, czy wzburzone wody - twierdzą inżynierowie.
W przypadku klęsk żywiołowych roboty te mogłyby być wykorzystywane do odnajdywania rannych w trudno dostępnych miejscach, pobierania krwi, mierzenia temperatury lub wykonywania innych podstawowych czynności - mówi Shankar. Mogą też być w stanie przynieść miniaturowy sprzęt medyczny, aby udzielić pierwszej pomocy w nagłych wypadkach w terenie.
Inżynierowie pracują nad tym, aby mikroroboty były jeszcze mniejsze, dzięki czemu będą bardziej zwinne i będą mogły wkraczać na trudny teren.
"Możliwości mnożą się, jeśli uda nam się opracować mniejsze wersje tych owadów lub wykorzystać roje takich botów" - mówi Shankar. "Badane przez nas mechanizmy mogą zostać zminiaturyzowane o co najmniej kolejny rząd wielkości".
Pomyślmy o mikroskopijnych robakach-robotach poruszających się wewnątrz naczyń krwionośnych. Shankar twierdzi, że mogłyby one pomagać w operacjach chirurgicznych lub tworzyć tkankę mięśniową zgodną z ludzkim ciałem, co pomogłoby w leczeniu lub naprawianiu urazów.
"Gdy osiągniemy skalę milimetrową lub submilimetrową, pojawią się niezwykłe możliwości uruchamiania i manipulacji w ludzkim ciele" - mówi Shankar.
Na razie są to tylko spekulacje, oparte na obiecującym prototypie, który dobrze porusza się w laboratorium. Jednak, jak mówi Shankar, "niektóre z tych pomysłów motywują nas do dalszego działania".
