Smart microrobots που μπορούν να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους και να αλλάζουν το σχήμα τους, καθώς έρχονται σε επαφή με υγρά, ανέπτυξαν οι ερευνητές. Πρόκειται για εξαιρετικά προηγμένα μικροσκοπικά έξυπνα ρομπότ που έχουν σχεδιαστεί από βιοσυμβατά νανοσύνθετα υδρογέλης που περιέχουν νανομαγνήτες που μπορούν να ελεγχθούν από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.
Ο έξυπνος σχεδιασμός τους επιτρέπει να κολυμπήσουν μέσα από διάφορα υγρά, αλλάζοντας το σχήμα ανάλογα με τις ανάγκες. Η μοναδική δομή και σύνθεση τους προάγει την ταχύτητα και τον εύκολο ελιγμό. Αυτό τους επιτρέπει να ρίχνουν γρήγορα τα τριχοειδή αγγεία και τα σύνθετα δίκτυα.
Η ερευνητική ομάδα αποδίδει το σχεδιασμό τους στην παρατήρηση του μετασχηματισμού βακτηριακού σχήματος υπό την ώθηση της αλλαγής περιβάλλοντος.
Όπως ανέφεραν οι ερευνητές, τα ρομπότ είναι συνήθως μεγάλα συστήματα με αισθητήρες, ενεργοποιητές, ηλεκτρονικά κυκλώματα και μπαταρίες, αλλά όταν πρόκειται για microrobots, είναι απαραίτητο να αποφύγουν αυτά τα ογκώδη συστήματα. Στο τρέχον έργο, χρησιμοποίησαν μια τεχνική δίπλωσης με βάση την ιαπωνική μέθοδο αναδίπλωσης χαρτιού που ονομάζεται origami. Αυτό παράγει το νέο τρόπο κίνησης που χρησιμοποιείται από αυτά τα microrobots.
Όπως εξήγησαν οι προγραμματιστές Selman Sakar και Bradley Nelson τα ρομπότ αυτά έχουν μια ειδική σύνθεση και δομή που τους επιτρέπουν να προσαρμόζονται στα χαρακτηριστικά του υγρού που κινούνται. Για παράδειγμα, αν αντιμετωπίσουν μια αλλαγή στο ιξώδες ή στην οσμωτική συγκέντρωση, αλλάζουν το σχήμα τους για να διατηρήσουν την ταχύτητα και την ευελιξία τους χωρίς να χάσουν τον έλεγχο της κατεύθυνσης της κίνησης.
Η μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στο Science Advances, περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο η ομάδα επέτυχε τον εξωτερικό προγραμματισμό του ρομπότ για να του επιτρέψει να διασχίσει διάφορα υγρά, είτε ρέουν με υψηλή ταχύτητα, είτε πυκνά κολλώδη ρευστά. Η δέσμευση των αλλαγών σχήματος επιτρέπει εκ των προτέρων τη λειτουργία των microrobots σε μέγιστη χωρητικότητα, αποφεύγοντας την ανάγκη για αισθητήρες και ενεργοποιητές.
Αυτός ο τύπος ρύθμισης μπορεί να επιτευχθεί μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου ή επιτρέποντας στους microrobots να κάνουν τον δικό τους δρόμο μέσα από τους χώρους του σώματος χρησιμοποιώντας τη δυναμική της ροής ενός ρευστού. Και στις δύο περιπτώσεις, θα αποκτήσουν ένα αποτελεσματικό σχήμα. Αυτά τα μαλακά microrobots που αλλάζουν σχήμα δεν είναι μόνο πιο αποτελεσματικά αλλά μπορούν να παραχθούν εύκολα με προσιτό κόστος.
Οι επιστήμονες επί του παρόντος επικεντρώνονται στην ενίσχυση της απόδοσης αυτών των microrobots έτσι ώστε να κολυμπούν αποτελεσματικά μέσω πολύπλοκων υγρών όπως τα υγρά του ανθρώπινου σώματος.
Πηγές:
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-01/epfd-smt011719.php
https://www.news-medical.net/news/20190118/Microrobots-could-one-day-deliver-drugs-inside-the-body.aspx- Liji Thomas- MD, Gynecology & Kate Anderton, B.Sc. Biomedical Sciences, Cell Biology
