Lille robot kan hjælpe læger med operationer

Et hold ingeniører fra University of Waterloo har udviklet en lille robot, der kan hjælpe læger med operationer. Robotterne er inspireret af geckos’ evne til at gribe og inchworms’ effektive lokomotion.

Forskningen er offentliggjort i Cell Reports Physical Science.

Manøvrering med UV og magnetisk kraft

Robotten bruger ultraviolet (UV) lys og magnetisk kraft til at manøvrere på overflader, herunder op ad vægge og hen over lofter. Det er den første bløde robot af sin art, der ikke kræver en forbindelse til en ekstern strømforsyning, hvilket muliggør fjernstyring og fleksibilitet. På grund af disse funktioner kan robotten bruges til at hjælpe kirurger og søge på utilgængelige steder.

Dr. Boxin Zhao er professor i kemiteknik.

“Dette arbejde er den første gang, en holistisk blød robot har klatret på vendte overflader, og det fremmer udviklingen af blød robotteknologi,” sagde han. “Vi er optimistiske omkring dens potentiale, med meget mere udvikling, i flere forskellige felter.”

Holdet har navngivet robotten GeiwBot, efter de dyr, der inspirerede dens design. Den er konstrueret med et intelligent materiale, der kan ændres på molekylært niveau for at efterligne, hvordan geckos fæster og frigør deres kraftfulde griber på fødderne.

Opbygning af den lille robot

Robotten er kun fire centimeter lang, tre millimeter bred og en millimeter tyk, hvilket tillader den at klatre op ad lodrette vægge og krydse lofter uden behov for en strømforsyning. Robotten er skabt ved hjælp af flydende krystaller og syntetiske klæbemateriale. Den indeholder en lysresponsiv polymerstribe, der efterligner inchworms’ bue- og strækningsbevægelse, mens gecko-inspirerede magnetpads på hver ende giver gribeevne.

Zhao er også University of Waterloos bestyrelsesformand for nanoteknologi.

“Selv om der stadig er begrænsninger at overvinde, repræsenterer denne udvikling en betydelig milepæl for at udnytte biomimetik og intelligente materialer til bløde robotter,” sagde Zhao. “Naturen er en stor kilde til inspiration, og nanoteknologi er en spændende måde at anvende dens lærdomme.”

Ved at udvikle en ubundet blød robot baner forskerne vejen for potentielle kirurgiske anvendelser via fjernstyring inde i kroppen. De hjælper også med at skabe teknologi, der kan bruges til at føle eller søge på farlige eller utilgængelige steder under redningsoperationer.

Holdet vil nu se at udvikle en klatrende blød robot, der udelukkende drives af lys og ikke kræver et magnetfelt. Denne robot vil også bruge nær-infrarød stråling i stedet for UV-lys, hvilket kan forbedre biokompatibiliteten.