Liten robot kan hjelpe leger med kirurgi

Et team av ingeniører ved University of Waterloo har utviklet en liten robot som kan hjelpe leger med kirurgi. Roboten er inspirert av geittens grepsevne og inchworms effektive bevegelse.

Forskningen ble publisert i Cell Reports Physical Science.

Manøvrering med UV og magnetisk kraft

Roboten bruker ultraviolett (UV) lys og magnetisk kraft for å manøvrere på overflaten, inkludert oppover vegger og over tak. Den er den første myke roboten av sin type som ikke trenger en tilkobling til en ekstern strømkilde, noe som muliggjør fjernstyring og fleksibilitet. På grunn av disse egenskapene kan roboten brukes til å assistere kirurger og søke i utilgjengelige områder.

Dr. Boxin Zhao er professor i kjemisk ingeniørkunst.

“Dette arbeidet er første gang en holistisk myk robot har klatret på invertede overflater, og det representerer en fremragende innovasjon innen myk robotikk,” sa han. “Vi er optimistiske om dens potensiale, med mye mer utvikling, i flere forskjellige felt.”

Teamet har gitt roboten navnet GeiwBot, etter dyrene som inspirerte designet. Den er konstruert med et smart materiale som kan endres på molekylært nivå for å imitere hvordan geittene fester og løsner sine kraftige grep på føttene.

Opprettelse av den lille roboten

Roboten er bare fire centimeter lang, tre millimeter bred og en millimeter tykk, noe som gjør den i stand til å klatre oppover vertikale vegger og krysse tak uten å trenger en strømkilde. Roboten ble skapt ved hjelp av flytende krystall-elastomerer og syntetiske klebepadder. Den inneholder en lysresponsiv polymerstripe som imiterer inchworms bukning og strekking, mens gecko-inspirerte magnetpadder på hver ende gir grepsevne.

Zhao er også University of Waterloos utnevnte professor i nanoteknologi.

“Selv om det fortsatt er begrensninger å overvinne, representerer denne utviklingen en betydelig milepæl for å utnytte biomimetikk og smarte materialer for myke roboter,” sa Zhao. “Natur er en stor kilde til inspirasjon, og nanoteknologi er en spennende måte å anvende dens lærdommer.”

Ved å utvikle en ubundet myk robot, baner forskerne vei for potensielle kirurgiske anvendelser via fjernstyring inne i menneskekroppen. De hjelper også til å skape teknologi som kan brukes til å søke eller oppdage i farlige eller utilgjengelige områder under redningsoperasjoner.

Teamet vil nå se på å utvikle en klatrende myk robot som kun drives av lys og ikke trenger et magnetfelt. Denne roboten vil også bruke nær-infrarød stråling i stedet for UV-lys, noe som kan forbedre biokompatibiliteten.