Pieni robotti voi auttaa lääkäreitä leikkauksissa

Waterloon yliopiston insinööritiimi on kehittänyt pienen robotin, joka voi lopulta auttaa lääkäreitä leikkauksissa. Robotti on saanut vaikutteita gekonien tarttumiskyvystä ja tuumaiskulkijoiden tehokkaasta liikkeestä.

Tutkimus on julkaistu Cell Reports Physical Science -julkaisussa.

Manööverit UV- ja magneettivoimalla

Robotti käyttää ultraviolettivaloa ja magneettivoimaa liikkumiseen millä tahansa pinnalla, myös seinillä ja katoissa. Se on ensimmäinen pehmeä robotti, joka ei vaadi ulkoista voimalähdettä, mikä mahdollistaa etäohjauksen ja monikäyttöisyyden. Nämä ominaisuudet tekevät robotista mahdollisen avun lääkäreille ja mahdollistavat sen käytön myös vaikeasti saatavilla olevissa paikoissa.

Tohtori Boxin Zhao on kemian insinöörien professori.

”Tämä työ on ensimmäinen kerta, kun pehmeä robotti on kiivennyt käännetyillä pinnoilla, ja se edistää pehmeän robotiikan kehitystä”, hän sanoi. ”Olemme optimistisia sen potentiaalista, ja meillä on vielä paljon kehittämisen varaa useilla eri aloilla.”

Tiimi on nimeänyt robotin GeiwBotiksi, sen inspiraation lähteiden mukaan. Se on valmistettu älykkäästä materiaalista, jota voidaan muuttaa molekyylitasolla jäljitelläkseen, miten gekot kiinnittävät ja irrottavat voimakkaat imijänsä jalkojensa alla.

Pienen robotin luominen

Robotti on vain neljä senttimetriä pitkä, kolme millimetriä leveä ja yksi millimetri paksu, mikä mahdollistaa sen kiipeämisen pystysuorilla pinnoilla ja katoilla ilman voimalähdettä. Robotti on valmistettu nestekide-elastomeereista ja synteettisistä tartuntapadoista. Se sisältää valoa reagoivan polymerin, joka jäljittelee tuumaiskulkijan kaartuvaa ja venyvää liikettä, kun taas gekon inspiroimien magneettipatjat päissä tarjoavat tarttumiskyvyn.

Zhao on myös Waterloon yliopiston nanoteknologian apulaisprofessori.

”Vaikka edessä on vielä rajoituksia, tämä kehitys edustaa merkittävää merkkipaaluja biomimeesiin ja älymateriaalien käyttöön pehmeissä roboteissa”, Zhao sanoi. ”Luonto on suurelta inspiraation lähde, ja nanoteknologia on jännittävä tapa soveltaa sen oppeja.”

Kehittämällä kiinnittymättömän pehmeän robotin, tutkijat ovat avaamassa mahdollisuuksia potentiaalisille kirurgisille sovelluksille etäohjauksen kautta ihmiskehon sisällä. He auttavat myös luomaan teknologiaa, jota voidaan käyttää havainnoimiseen tai etsimiseen vaarallisissa tai vaikeasti saatavilla olevissa paikoissa pelastusoperaatioissa.

Tiimi aikoo nyt kehittää kiipeävän pehmeän robotin, joka toimii ainoastaan valon voimalla eikä vaadi magneettikenttää. Tämä robotti käyttää myös lähialueen infrapunasäteilyä UV-valon sijaan, mikä voi parantaa biologista yhteensopivuutta.