Minirobot kan hjälpa läkare att utföra kirurgi

Ett team av ingenjörer vid University of Waterloo har utvecklat en minirobot som kan hjälpa läkare att utföra kirurgi. Roboten har inspirerats av geckos förmåga att gripa och inchworms effektiva lokomotion.

Forskningen publicerades i Cell Reports Physical Science.

Manövrering med UV och magnetisk kraft

Roboten använder ultraviolett (UV) ljus och magnetisk kraft för att manövrera på alla ytor, inklusive väggar och tak. Det är den första mjuka roboten av sitt slag som inte kräver en anslutning till en extern strömförsörjning, vilket möjliggör fjärrstyrning och flexibilitet. På grund av dessa funktioner kan roboten användas för att assistera kirurger och söka på otillgängliga platser.

Dr. Boxin Zhao är professor i kemiteknik.

“Detta arbete är den första gången en holistisk mjuk robot har klättrat på inversa ytor, vilket förbättrar innovationen inom mjuk robotik”, sa han. “Vi är optimistiska om dess potential, med mycket mer utveckling, inom flera olika områden.”

Teamet har döpt roboten till GeiwBot, efter de varelser som inspirerade dess design. Den är konstruerad med ett smart material som kan ändras på molekylär nivå för att imitera hur geckos fäster och lossar sina kraftfulla gripare på sina fötter.

Skapandet av den miniroboten

Roboten är bara fyra centimeter lång, tre millimeter bred och en millimeter tjock, vilket gör den tillräckligt liten för att klättra uppför vertikala väggar och traversera tak utan att behöva en strömförsörjning. Roboten skapades med flytande kristaller och syntetiska limremsor. Den innehåller en ljuskänslig polymerremsa som imiterar inchworms rörelse, medan gecko-inspirerade magnetiska paddor i ändarna tillhandahåller gripförmåga.

Zhao är också innehavare av University of Waterloos professur i nanoteknik.

“Även om det fortfarande finns begränsningar att övervinna, representerar denna utveckling en betydande milstolpe för att använda biomimetik och smarta material för mjuka robotar”, sa Zhao. “Naturen är en stor källa till inspiration och nanoteknik är ett spännande sätt att tillämpa dess lärdomar.”

Genom att utveckla en obunden mjuk robot banar forskarna väg för potentiella kirurgiska tillämpningar via fjärrstyrning inuti den mänskliga kroppen. De hjälper också till att skapa teknologi som kan användas för att söka eller leta på farliga eller svårtillgängliga platser under räddningsinsatser.

Teamet kommer nu att utveckla en klättrande mjuk robot som enbart drivs av ljus och inte kräver ett magnetfält. Denna robot kommer också att använda nära-infraröd strålning istället för UV-ljus, vilket kan förbättra biokompatibiliteten.