Kleine Robot Kan Doktoren Helpen Bij Chirurgie

Een team van ingenieurs aan de Universiteit van Waterloo heeft een kleine robot ontwikkeld die uiteindelijk kan helpen bij chirurgische ingrepen. De robot is geïnspireerd op de gripkracht van hagedissen en de efficiënte voortbeweging van rupsen.

Het onderzoek is gepubliceerd in Cell Reports Physical Science.

Manoeuvreren Met UV en Magnetische Kracht

De robot gebruikt ultraviolet (UV) licht en magnetische kracht om zich te bewegen op elk oppervlak, inclusief tegen muren en over plafonds. Het is de eerste zachte robot van zijn soort die geen verbinding met een externe voedingsbron nodig heeft, waardoor deze op afstand kan worden bediend en veelzijdig is. Vanwege deze functies kan de robot worden gebruikt om chirurgen te helpen en ontoegankelijke plaatsen te doorzoeken.

Dr. Boxin Zhao is een professor in de chemische technologie.

“Dit werk is de eerste keer dat een holistische zachte robot op omgekeerde oppervlakken is geklommen, waarmee de state-of-the-art innovatie in zachte robotica wordt voortgezet”, zei hij. “We zijn optimistisch over zijn potentieel, met veel meer ontwikkeling, in verschillende verschillende gebieden.”

Het team noemde de robot GeiwBot, naar de wezens die de inspiratie voor het ontwerp vormden. Gemaakt met een slim materiaal, kan het worden aangepast op moleculair niveau om te imiteren hoe hagedissen hun krachtige gripers op hun voeten bevestigen en losmaken.

De Kleine Robot Maken

De robot is slechts vier centimeter lang, drie millimeter breed en één millimeter dik, waardoor deze tegen verticale muren kan klimmen en over plafonds kan bewegen zonder een voedingsbron nodig te hebben. De robot is gemaakt met vloeibare kristallen en synthetische lijmstrips. Het bevat een lichtgevoelige polymerenstrip die de boog- en rekkingbeweging van een rups imiteert, terwijl magnetische pads geïnspireerd door hagedissen aan elk uiteinde de gripfunctie bieden.

Zhao is ook de Universiteit van Waterloo Endowed Chair in Nanotechnologie.

“Ondanks dat er nog beperkingen zijn die overwonnen moeten worden, vertegenwoordigt deze ontwikkeling een belangrijke mijlpaal voor het gebruik van biomimicry en slimme materialen voor zachte robots”, zei Zhao. “De natuur is een geweldige bron van inspiratie en nanotechnologie is een spannende manier om haar lessen toe te passen.”

Door een ongebonden zachte robot te ontwikkelen, banen de onderzoekers de weg voor potentiële chirurgische toepassingen via remotebediening in het menselijk lichaam. Ze helpen ook bij het creëren van technologie die kan worden gebruikt voor het detecteren of zoeken in gevaarlijke of moeilijk bereikbare plaatsen tijdens reddingsoperaties.

Het team zal nu werken aan het ontwikkelen van een klimmende zachte robot die uitsluitend door licht wordt aangedreven en geen magnetisch veld nodig heeft. Deze robot zal ook near-infraroodstraling gebruiken in plaats van UV-licht, wat de biocompatibiliteit kan verbeteren.