Robot Kecil Bisa Membersihkan Partikel dari Air dan Mengangkut Sel

Peneliti di Eindhoven University of Technology telah mengembangkan robot plastik kecil yang dapat digunakan untuk menarik dan menangkap partikel di air. Ini juga dapat digunakan untuk mengangkut sel untuk analisis di perangkat diagnostik.

Penelitian ini dipublikasikan di jurnal PNAS.

Robot

Robot kecil ini terbuat dari polimer responsif yang dapat dikendalikan oleh cahaya dan magnetisme. Juga disebut “polip air nirkabel,” ini terinspirasi oleh polip karang di alam, yang ada di terumbu karang dan memiliki tentakel.

Di dunia nyata, polip hidup dapat membuat gerakan tertentu dengan batangnya untuk menciptakan arus yang menarik partikel makanan.

Menurut kandidat doktor Marina Pilz Da Cunha, “Saya terinspirasi oleh gerakan polip karang ini, terutama kemampuan mereka untuk berinteraksi dengan lingkungan melalui arus buatan sendiri.”

Polip buatan baru ini memiliki ukuran 1 x 1 cm, dengan batang yang bereaksi terhadap magnetisme dan tentakel yang dikendalikan oleh cahaya.

“Menggabungkan dua stimulus yang berbeda adalah hal yang jarang terjadi karena memerlukan persiapan dan perakitan bahan yang halus, tetapi ini menarik untuk membuat robot yang tidak terikat karena memungkinkan perubahan bentuk dan tugas yang kompleks,” kata Pilz Da Cunha.

Untuk mengendalikan tentakel, cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda dipancarkan ke atasnya. Dengan menggunakan cahaya UV, tentakel “menangkap,” dan ketika di bawah cahaya biru, mereka “melepaskan.”

Bawah Air

Polip buatan ini dapat menangkap dan melepaskan objek di bawah air. Robot baru ini adalah kemajuan dari robot pengiriman paket mini yang dipandu cahaya yang dipresentasikan oleh peneliti sebelumnya di tahun ini.

Robot berbasis darat tidak dapat beroperasi di bawah air, karena polimer bekerja melalui efek fototermal. Berbeda dengan model bawah air, model berbasis darat menggunakan energi dari panas yang dihasilkan dari cahaya, bukan cahaya itu sendiri.

“Panah hilang di air, yang membuatnya tidak mungkin untuk mengarahkan robot di bawah air,” kata Pilz Da Cunha.

Dengan informasi ini, peneliti mengembangkan bahan polimer fotomekanik yang dapat dikendalikan oleh cahaya saja, tanpa panas.

Pengembangan lain yang signifikan dengan robot ini adalah bahwa itu dapat mempertahankan deformasinya setelah diaktifkan oleh cahaya. Setelah stimulus dihilangkan, bahan fototermal kembali ke bentuk aslinya, tetapi molekul dalam bahan fotomekanik mengambil keadaan baru. Karena itu, bentuk yang stabil dapat dipertahankan untuk waktu yang lebih lama.

“Itu membantu mengendalikan lengan penjepit; sekali sesuatu telah ditangkap, robot dapat mempertahankannya sampai diarahkan oleh cahaya lagi untuk melepaskannya,” kata Pilz Da Cunha.

https://www.youtube.com/watch?v=QYklipdzesI&feature=emb_logo

Menarik Partikel

Magnet yang berputar terletak di bawah robot yang memungkinkan batang untuk berputar di sekitar sumbu.

Menurut Pilz Da Cunha, “Oleh karena itu, memungkinkan untuk benar-benar memindahkan objek mengapung di air ke arah polip, dalam kasus kami tetes minyak.”

Aliran fluida dapat diubah oleh posisi tentakel.

“Simulasi komputer, dengan posisi tentakel yang berbeda, akhirnya membantu kami memahami dan mendapatkan gerakan batang yang tepat. Dan untuk ‘menarik’ tetes minyak ke arah tentakel,” kata Pilz Da Cunha.

Robot dapat beroperasi tanpa memandang cairan sekitarnya. Ini berlawanan dengan hidrogel yang sering digunakan untuk aplikasi bawah air, yang sensitif terhadap lingkungan.

“Robot kami juga bekerja dengan cara yang sama di air asin, atau air dengan kontaminan di luar air dengan menangkapnya dengan tentakelnya,” kata Pilz Da Cunha.

Peneliti saat ini bekerja pada membuat berbagai polip berkolaborasi, dengan kemungkinan satu polip melewati paket ke polip lain. Mereka juga bekerja pada robot berenang yang dapat digunakan untuk aplikasi biomedis.