Dodano: 28 wrzesień 2018r.

Malutki, wielonożny robot, który może pracować wewnątrz ludzkiego organizmu

Inżynierowie z Hongkongu zaprojektowali malutkiego robota zdolnego przenosić ładunki, który łatwo przystosowuje się do trudnych warunków panujących wewnątrz ludzkiego organizmu. Konstrukcja może znaleźć zastosowanie do dostarczania leków w określone miejsce wewnątrz ciała.

 

Na całym świecie prowadzone są badania nad malutkimi robotami mogącymi przynieść korzyści w zastosowaniach medycznych. Nowa konstrukcja naukowców z City University of Hong Kong może skutecznie poruszać się wewnątrz organizmu dzięki nogom przypominającym te u stonogi lub gąsienicy.

Opis konstrukcji opublikowano na łamach pisma „Nature Communications”.

 

Tym, co wyróżnia konstrukcję z Hongkongu, są setki nóg o długości mniejszej niż 1 mm, które wyglądają jak krótkie, małe włoski. Zastosowanie takiego sposobu poruszania się nie było przypadkowe. Inżynierowie badali sposoby poruszania się u setek stworzeń, szczególnie interesował ich stosunek długości nóg do odstępów między nimi.

Grubość ciała robota wynosi około 0,15 mm, przy czym każda kończyna ma długość 0,65 mm, a odstęp między nogami wynosi około 0,6 mm, co daje stosunek długości nóg do odstępów między nimi prawie 1:1. Dzięki spiczastym nogom robot jest w stanie poruszać się nawet po śliskich powierzchniach wewnątrz ciała, pokrytych płynami, takimi jak krew lub śluz.

Robot jest wykonany z materiału zwanego poli(dimetylosiloksanem) (PDMS) zatopionego w cząsteczkach magnetycznych, co umożliwia jego zdalne sterowanie poprzez zastosowanie siły elektromagnetycznej.

- Zarówno materiały, z których wykonany jest robot, jak i sama konstrukcja z wieloma nogami, znacznie poprawiają jego właściwości hydrofobowe. Poza tym można go łatwo przycinać, tworząc roboty o różnych kształtach i rozmiarach dla różnych zastosowań – powiedział profesor Wang Zuankai, który jest autorem całej koncepcji.

- Zmienna faktura różnych tkanek wewnątrz ludzkiego ciała utrudnia transport. Nasz wielonożny robot wykazuje imponującą wydajność w różnych powierzchniach, tym samym otwiera szerokie pole do zastosowań w zakresie dostarczania leków do wnętrza organizmu – wyjaśnił Wang.

Po napotkaniu przeszkody dziesięciokrotnie większej niż długość nóg, robot jest w stanie unieść jeden koniec swojego ciała, tworząc kąt do 90 stopni. To pozwala mu w prosty sposób pokonywać trudne przeszkody.

Testy laboratoryjne wykazały, że robot był zdolny do przenoszenia obciążenia 100 razy cięższego od niego samego. Podobne zdolności mają mrówki. To tak, jakby człowiek był w stanie podnieść autobus.

Zdumiewająca siła, wydajna lokomocja i zdolność pokonywania przeszkód sprawiają, że ta konstrukcja wyjątkowo dobrze nadaje się do zastosowań w trudnych warunkach. Chociażby do dostarczenia leku do wyznaczonego miejsca, do którego droga prowadzi przez układ trawienny.

Przed przeprowadzeniem dalszych testów na zwierzętach i ostatecznie u ludzi, badacze dalej rozwijają i udoskonalają swój konstrukcję. Chodzi głównie o znalezieniu biodegradowalnego materiału o podobnych właściwościach hydrofobowych. Badacze chcą wyposażyć go także w dodatkowe funkcje.

 

Źródło: Science Daily, fot. City University of Hong Kong