صحة و جمال

هل الروبوتات الصغيرة قادمة إلى مستشفى قريب منك؟

2 أغسطس 2022 – تخيل أنك تدخل غرفة العمليات على عجلات حيث ينتظر فريقك الجراحي – الجراح وطبيب التخدير و … سرطان روبوت صغير.

قام علماء جامعة نورث وسترن ببناء سرطان روبوت صغير للغاية يمكن أن يقوم يومًا ما بمهام جراحية دقيقة – الدخول إلى جسمك لخياطة الشرايين الصغيرة الممزقة أو إزالة الشرايين المسدودة أو تعقب الأورام السرطانية.

سلطعون بيكيتو ذو الستة أرجل وعرض نصف ملليمتر ، الموصوف في عدد حديث من علوم الروبوتات، هو أصغر روبوت مشي في العالم يتم التحكم فيه عن بعد. يمكن أن ينحني ويلوي ويمشي ويقفز ويتم تشغيله باستخدام ليزر يتم التحكم فيه عن بعد.

إنه أحد أحدث التطورات في مجال البحث الذي يمتد لعقد من الزمان ويهدف إلى إنشاء آلات مصغرة للقيام بوظائف عملية في أماكن يصعب الوصول إليها. قد تساعد هذه القشريات الاصطناعية وغيرها من “الروبوتات الدقيقة” الفرق الجراحية في وقت أقرب مما تعتقد ، وذلك بفضل التقدم في علم الروبوتات والمواد. لكن ما الذي يجب أن يحدث قبل أن يصبح هذا المستقبل حقيقة؟

صنع روبوت السلطعون

يقول مهندس الإلكترونيات الحيوية جون روجرز ، الذي قاد البحث ، إن صنع سرطان روبوت بحجم البرغوث “بسيط جدًا”. “يتكون من ثلاثة أنواع من المواد: البوليمر ، وسبائك ذاكرة الشكل ، والزجاج.”

يستخدم البوليمر ، وهو مادة شبيهة بالبلاستيك ، في الإلكترونيات الدقيقة. المكون الثاني ، سبيكة معدنية ذاكرة الشكل ، مرتبط بالبوليمر لتشكيل المفاصل والأرجل. المكون الثالث عبارة عن طبقة رقيقة من الزجاج يتم وضعها على كامل جسم الروبوت من الخارج.

“يوفر الزجاج هيكلًا خارجيًا. يقول روجرز: “إنه يضفي صلابة على الجسم الكلي للروبوت”.

يقوم مشغل الروبوت بتوجيه الليزر إلى نقطة معينة على السلطعون ، مما يؤدي إلى تشغيل آلية حرارية تجعل الروبوت يتحرك.

يقول روجرز: “من خلال تسليطه على أطراف معينة ، يمكننا إنشاء مشية محددة” ، موضحًا أن الحرارة “تنفتح” على السلطعون. عندما يبرد الروبوت ، يعود إلى شكله الأصلي. هذا الطي والانفتاح يخلقان الحركة – يمشي السلطعون.

ينسب روجرز الفضل إلى طلابه في اختيار السلطعون – لقد أحبوا الطريقة التي يسير بها بشكل جانبي – لكنه يقول إنه من المحتمل أن يكون أي مخلوق أصغر.

كيف سنستخدم الروبوتات الصغيرة في الطب؟

بينما يتردد روجرز في بيع أي استخدام طبي محدد بشكل صعب للغاية ، فإن التطبيقات الجراحية تبدو واعدة للغاية لهذه التقنية. يقول روجرز ، للاستخدام في أعماق جسم الإنسان ، “ربما تريد سباحًا – مثل السمكة. هناك مجموعات أخرى تعمل على السباحين “.

رينيه جاو ، دكتوراه ، أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة ستانفورد ، هو أحد هؤلاء العلماء. في مقال جديد لاتصالات الطبيعةو تقدم هي وزملاؤها تقريرًا عن “روبوت اوريغامي ميلي روبوت اللاسلكي البرمائي المزود بالدوران”. (قل ذلك خمس مرات اسرع.)

يشبه الروبوت الصغير – الذي يقترب من حجم طرف الإصبع – أسطوانة صغيرة ويتميز بنمط مستوحى من الأوريغامي يلتف ويشبك. ينزلق خلال السائل اللزج وعلى الأسطح والكتل الزلقة (مثل الأعضاء البشرية) ، ويتدحرج ويقلب ويدور بمساعدة مغناطيس بعيد. يعمل طي الأسطوانة وفتحها كآلية ضخ ويمكن استخدامها للتسليم المستهدف للدواء السائل. يقول تشاو إنه قد يحمل ، على سبيل المثال ، الأدوية إلى الجسم للمساعدة في وقف النزيف الداخلي.

“نحن نعمل على تحسين النظام من خلال تقليص حجمه بشكل أكبر للتطبيقات الطبية الحيوية في البيئات الضيقة مثل الأوعية الدموية” ، كما تقول.

في ورقتهم البحثية ، أشارت تشاو ومؤلفوها المشاركون أيضًا إلى أنه يمكن وضع كاميرات صغيرة وملاقط صغيرة في الروبوتات الصغيرة لإجراء عمليات التنظير والخزعة ، والتي قد تنطوي من الناحية النظرية على مخاطر أقل على المرضى من التقنيات الحالية.

يقول تشاو إنه كان هناك الكثير من التجربة والخطأ أثناء مرحلة تصميم الروبوت.

“إن أصعب جزء هو أن يكون لديك أداء سباحة محسن” ، كما تقول ، لأن كثافة الروبوت يجب أن تكون قريبة جدًا من كثافة السائل الذي “يسبح” فيه.

ماذا بعد

في الوقت الحالي ، لا يزال الروبوت البرمائي Zhao في مراحل التجربة التي تسبق اختباره على الحيوانات. إذا أزالت هذه العقبات ، فستتم دراستها بعد ذلك في التجارب السريرية البشرية.

وهذا يعني أن الأمر سيستغرق سنوات قبل أن تساعد أسطوانات السباحة – أو السرطانات الروبوتية ، في هذا الصدد – الفرق الجراحية القلبية أو خياطة الأعضاء.

يقول روجرز: “هذا عمل استكشافي في مراحله الأولى”. “نحاول تقديم أفكار كجزء من مجتمع أوسع من الباحثين الذين يتابعون تقنيات الروبوتات الدقيقة ، على أمل أنه بمرور الوقت ، ستؤدي هذه التقنيات في النهاية إلى استخدامات سريرية عملية للأغراض الجراحية. إنها نقطة انطلاق كبيرة “.

اظهر المزيد
اشترك معنا ليصلك اخبار عاجلة هنا

اترك رد

زر الذهاب إلى الأعلى