با الهام از کرم مخملی؛
ابداع ربات جراحی که پیچ و مهره هم باز می‌کند
مهندسان با الهام از کرم مخملی نوعی ربات جدید ابداع کرده اند که می‌تواند با ترشحات چسبناک خود، طیفی وسیعی از اجسام را بردارد، حمل و دستکاری کند.
به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از IE، این ربات چسبنده مغناطیسی و بدون اتصال، توانسته است تومور را از پای موش بردارد و پتانسیل خود را برای انجام مداخلات جراحی نشان داد. این ربات جدید X شکل که از میکرو و نانوذرات مغناطیسی به نام الاستومر‌های مغناطیسی ساخته شده است، بدون در نظر گرفتن سفتی یا زبری سطح، می‌تواند به اجسام بچسبد.
مهندسان این ربات را با اعمال میدان‌های مغناطیسی خارجی، برای انجام وظایف، تنظیم قدرت چسبندگی، شکل و روش گرفتنش هدایت می‌کند. در آزمایش‌های انجام شده این ربات توانست با موفقیت و پایداری نمونه‌هایی از بافت خوک را بگیرد.
این ربات همچنین موفق شد یک ماده غذایی نرم و مرطوب به نام توفو، تخم مرطوب ماهی سالمون و اندام‌ها را جابجا کند. حتی در از بین بردن تومور‌های موش، به جراحی کمک کرد. علاوه بر این، این ربات یک مهره را از پیچ باز کرد و توانایی خود را در سازگاری با مواد مختلف نشان داد.
دستیابی به کنترل چسبندگی ظریف روی سطوح مختلف هدف، همیشه یک چالش اساسی بوده است. توانایی درک ظریف سطوح زیستی و غیرزیستی ناهموار و نرم با پیش بار کم بدون ایجاد آسیب، نیز یک نیاز ضروری در ساخت ربات‌ها تلقی می‌شده است.
ماده رئومغناطیسی ساختار یافته
سیستم رباتیک چسبناک «هیونگ هو مین» و همکارانش در موسسه مکس پلانک در آلمان، از یک ماده رئومغناطیسی ساختار یافته استفاده می‌کند که کنترل چسبندگی دقیق با ثبات و تکرارپذیر را با تغییر سفتی سریع که توسط یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل می‌شود، نشان می‌دهد.
بر اساس این پژوهش، پروتکل چسبندگی پیشنهادی شامل کنترل چسبندگی حالت نرم، حفظ سطح تماس وسیع و افزایش مدول کشسان است. این ساختار مکانیکی اثربخشی این پروتکل را افزایش می‌دهد.
مهندسان تاکید کرده اند، ساخت ربات چسبنده قابل کنترل از راه دور، که شامل حمل و نقل پایدار اندام‌های نرم و مرطوب، باز کردن مهره از پیچ و پشتیبانی از جراحی برداشتن تومور موش است، نشان دهنده کاربرد بالقوه ربات چسبنده نرم در مهندسی پزشکی، به ویژه برای هدف قرار دادن بافت‌ها و موجودات زیستی در مقیاس کوچک است.
«مِتین ستی» یکی دیگر از مجریان این طرح از موسسه هوشمند ماکس پلانک گفت: نتایج نشان می‌دهد ربات‌های چسبنده می‌توانند به عنوان گیره‌های سلولی برای جراحی در بدن عمل کنند و امکان جراحی از راه دور را برای فضا‌های داخلی سخت دسترسی که دستگاه‌های متصل به آنها امکان ورود ندارند، فراهم می‌کند.
ماده پایه ربات نرم، یک پلیمر مرکب متشکل از نسبت مناسب (۱:۱.۵) بین ماتریس پلیمر نرم، کیت الاستومر سیلیکون و پرکننده‌های ذرات تشکیل شده است.
مهندسان این ربات را با ریختن پلیمر کامپوزیت پخته نشده در قالب ساخته شده با استفاده از چاپگر سه بعدی و ریخته گری، ابداع کرده اند. قالب ربات به شکلی ساخته شد که سلول تومور را به درستی در دست بگیرد. بر اساس این مطالعه، این ربات برنامه ریزی شد تا بدن نرم خود را به دور یک ساختار چاپ سه بعدی که از سلول تومور مدل سازی شده بود، بپیچاند و آن را در معرض میدان مغناطیسی بزرگ و یکنواخت ۱.۴T قرار دهد.
نتایج این تحقیقات در نشریه Science Advances منتشر شده است.
انتهای پیام/
