2023. 10. 26. - 09:50
Növényi anyagok adnak életet az apró, puha robotoknak
Intelligens, fejlett anyagokat hozott létre egy, a Waterloo Egyetem kutatóiból álló csapat – ezek válhatnak a puha orvosi mikrorobotok jövő generációjának építőköveivé.
„Életet adhatnak” a növényi alapú anyagok az apró puha robotoknak. A Waterloo Egyetem kutatóiból álló csapat intelligens, fejlett anyagokat hozott létre – ezek lehetnek majd a puha orvosi mikrorobotok jövő generációjának építőkövei.
Ezen, apró robotok minimálisan invazív módon végeznek el orvosi eljárásokat - például biopsziát, valamint sejt- és szövettranszportot. Képesek haladni zárt és elárasztott környezetben, például az emberi testben, ahol kényes és könnyű rakományt is a célhoz szállíthatnak, például sejteket vagy szöveteket.
Az apró puha robotok legfeljebb 1 centiméter hosszúak, biológiailag kompatibilisek és nem mérgezőek. A robotok fejlett hidrogél kompozitokból készülnek, amelyek növényekből származó fenntartható cellulóz nanorészecskéket tartalmaznak. Olvasd el: Mesterséges intelligencia - Nagy áttörés az élet utánzása a puha robotika felé
Növényi anyagok adnak életet az apró, puha robotoknak
A kutatás, amelyet Hamed Shahsavan vegyészmérnök tanszéki professzor vezetett, holisztikus megközelítést mutat be a mikrorobotok tervezésére, szintézisére, gyártására és manipulálására.
A munka során használt hidrogél külső kémiai stimuláció hatására változtatja meg az alakját. A cellulóz nanorészecskék tetszőleges orientációjának képessége lehetővé teszi a kutatók számára, hogy az ilyen alakváltozásokat programozzák - amelyek kulcsfontosságúak a funkcionális puha robotok előállításához. Olvasd el: Szívet ad a puha robotoknak egy új technológia
„Kutatócsoportom áthidalja a régit és az újat - mondta Shahsavan, aki egyben a Smart Materials for Advanced Robotic Technologies (SMART-Lab) igazgatója. - A feltörekvő mikrorobotokat a hagyományos lágy anyagok, például hidrogélek, folyadékkristályok és kolloidok felhasználásával vezetjük be.”
Shahsavan kutatócsoportja a Waterlooi Egyetemről Tizazu Mekonnennel, a vegyészmérnöki tanszék professzorával, Shirley Tang professzorral, tudományos (kutatási) dékán helyettessel működött együtt, valamint Amirreza Aghakhanival, a németországi Stuttgarti Egyetem professzorával.
A fejlett intelligens anyag másik egyedi összetevője, hogy öngyógyító - ami lehetővé teszi a robotok széles körének programozását a formát illetően. A kutatók ragasztó vagy egyéb használata nélkül vághatják le és ragaszthatják össze az anyagot, hogy különböző formákat alakítsanak ki a különféle eljárásokhoz.
Az anyag tovább módosítható mágnesességgel, amely megkönnyíti a puha robotok mozgását az emberi testen keresztül.
Bizonyítva, hogy a robot miként manőverezne át a testen, a kutatók átmozgatták egy labirintuson az apró robotot és mágneses mező segítségével irányították a mozgását.
„A vegyészmérnökök kritikus szerepet játszanak az orvosi mikrorobotikai kutatások határainak kitűzésében - mondta Shahsavan. - Érdekes módon a mikrorobotika számos nagy kihívásának megválaszolása a vegyészmérnökök készségeit és tudását követeli meg, beleértve a hő- és tömegtranszfert, a folyadékmechanikát, a reakciótervezést, a polimereket, a lágyanyag-tudományt és a biokémiai rendszereket. Egyedülálló helyzetben vagyunk az innovatív bevezetéshez, hogy utakat nyissunk ezen a feltörekvő területen.”
A kutatás következő lépése várhatóan a robot szubmilliméteres skálákra való leskálázása lesz.
L.A.
