Rój mini-robotów udrażnia niedrożne arterie [WIDEO]

Od dawna naukowcy pracują nad miniaturowymi robotami do prac we wnętrzu organizmu człowieka. Ale problem pozostaje ten sam – małe urządzenia, które mieszczą się w wąskich naczyniach krwionośnych, są za słabe, aby przesuwać obiekty. W poszukiwaniu rozwiązania, naukowcy znaleźli prosty, ale genialny sposób stosowany przez zwierzęta.

Zainspirowani stadami mrówek naukowcy z Korei Południowej opracowali roje maleńkich robotów magnetycznych. Współpracując ze sobą jak mrówki, są w stanie podnosić obiekty wielokrotnie większe i cięższe od nich.

Pierwsze wyniki badań opublikowane w czasopiśmie Cell Press Device pokazują jak grupa kilkunastu mini-magnesów synchronicznie porusza się w jednym rytmie. I właśnie dzięki idealnemu zgraniu ruchów są w stanie przesuwać dużo większe i cięższe przedmioty jak np. małe kamienie. Aby osiągnąć miniaturowe rozmiary, zrezygnowano z wewnętrznych silników i zasilania na rzecz wirującego pola magnetycznego emitowanego z zewnątrz.

Jak sugerują naukowcy, roje mikrorobotów mogą być wykorzystywane do trudnych zadań w wymagających środowiskach, z którymi pojedyncze roboty miałyby trudności, takich jak minimalnie inwazyjne udrażnianie zatkanych tętnic.

– Wysoka zdolność adaptacji rojów mikrorobotów do otoczenia i poziom autonomii w sterowaniu rojem jest zaskakująca – mówi autor badania Jeong Jae Wie z Wydziału Inżynierii Organicznej i Nanorobotyki na Uniwersytecie Hanyang w Seulu w Korei Południowej. Naukowcy sprawdzili też, jak zmienią się zdolności grupy, jeśli każdy jej „członek” będzie miał inną wielkość i proporcje. W efekcie magnetyczne mrówki mogły wspinać się po sobie i wchodzić na przeszkody.

Inny test dotyczył możliwości transportowania leku wewnątrz ciała człowieka w naczyniach krwionośnych. Rój złożony z 1000 mikrorobotów o wysokiej gęstości upakowania utworzył miniaturową „tratwę”, która unosząc się na wodzie i owijając swoją strukturą pigułkę ważącą 2000 razy więcej niż każdy pojedynczy robot, umożliwiła rojowi transport leku.

Na suchym podłożu grupa robotów była zdolna przetransportować ładunek 350 razy cięższy niż ciężar każdego członka z osobna. Jeszcze inny rój mikrorobotów odblokował rurki przypominające zablokowane naczynia krwionośne. Oprócz poruszania się w różnych kierunkach, elementy roju mogą wirować wokół własnej osi i orbity, rozbijając złogi.

Każdy mikrorobot ma wysokość 600 mikrometrów i składa się z epoksydowego korpusu wyściełanego cząsteczkami ferromagnetycznego neodymu-żelaza-boru (NdFeB). Taki skład pozwala robotom reagować na pola magnetyczne o różnym natężeniu i wchodzić w interakcje z innymi mikrorobotami. Grupa cząsteczek-robotów jest zasilana polem magnetycznym generowanym przez obracające się, połączone ze sobą dwa magnesy. Jak twierdzą naukowcy, wynalazek jest gotowy do produkcji na masową skalę. Mimo iż wyniki badania są obiecujące, konieczne są dalsze prace, które skupią się na opracowaniu precyzyjnych metod sterowania. Jak na razie rojowi robotów brakuje zdolności do autonomicznego poruszania się po złożonych i wąskich przestrzeniach, takich jak prawdziwe tętnice.

Czytaj także: PLLuM. Testujemy polski ChatGPT na pytaniach z medycyny