Σε μια καινοτόμο εφεύρεση προχώρησε μια ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου του Waterloo, η οποία δημιούργησε έξυπνα, προηγμένα υλικά, που θα αποτελέσουν τα δομικά στοιχεία για μια μελλοντική γενιά μαλακών ιατρικών μικρορομπότ.
Αυτά τα μικροσκοπικά ρομπότ θα έχουν μέγιστο μήκος ενός εκατοστού και θα είναι βιοσυμβατά και μη τοξικά. Πιο συγκεκριμένα, η κατασκευή τους θα αποτελείται από προηγμένη σύνθετη υδρογέλη, η οποία περιλαμβάνει βιώσιμα νανοσωματίδια κυτταρίνης, προερχόμενα από φυτικές πηγές. Τα καινοτόμα μικρορομπότ θα έχουν τη δυνατότητα να διεξάγουν ιατρικές διαδικασίες, όπως βιοψία και μεταφορά κυττάρων και ιστών, με ελάχιστα επεμβατικό τρόπο. Έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να κινούνται μέσα από περιορισμένα και υγρά περιβάλλοντα, όπως το ανθρώπινο σώμα, παραδίδοντας ευαίσθητο και ελαφρύ φορτίο, όπως κύτταρα ή ιστούς, σε μια θέση στόχο.
Η νέα έρευνα, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύονται στο Nature Communications, με επικεφαλής τον Hamed Shahsavan, καθηγητή στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών, απεικονίζει μια ολιστική προσέγγιση στο σχεδιασμό, τη σύνθεση, την κατασκευή και τον χειρισμό των μικρορομπότ. «Εισάγουμε τα αναδυόμενα μικρορομπότ αξιοποιώντας, την παραδοσιακή ύλη, όπως υδρογέλη, υγρούς κρυστάλλους και κολλοειδή», εξηγεί ο δρ. Shahsavan, διευθυντής του Smart Materials for Advanced Robotic Technologies (SMART-Lab).
Η υδρογέλη που χρησιμοποιείται αλλάζει σχήμα όταν εκτίθεται σε εξωτερική χημική διέγερση. Η ικανότητα προσανατολισμού των νανοσωματιδίων κυτταρίνης κατά βούληση επιτρέπει στους ερευνητές να προγραμματίσουν μια τέτοια αλλαγή σχήματος, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την κατασκευή λειτουργικών μικρορομπότ.
Μια ακόμη καινοτόμος ιδιότητα αυτού του προηγμένου έξυπνου υλικού είναι ότι είναι αυτορυθμιζόμενο και προσαρμόζεται στις αλλαγές. Έτσι, οι ερευνητές μπορούν να κόψουν το υλικό και να το επικολλήσουν ξανά, χωρίς τη χρήση κόλλας ή άλλων παρόμοιων υλικών, για να σχηματίσουν διαφορετικά σχήματα για διαφορετικές διαδικασίες. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει τον προγραμματισμό μιας μεγάλης γκάμας σχημάτων των μικρορομπότ. Μάλιστα, όπως επισημαίνεται στη σχετική δημοσίευση, το υλικό μπορεί να τροποποιηθεί περαιτέρω με μαγνητισμό, γεγονός που διευκολύνει την κίνηση των μαλακών ρομπότ στο ανθρώπινο σώμα.
Για να επιβεβαιώσουν τη θεωρία της δυνατότητας των μικρορομπότ να κάνει ελιγμούς στο σώμα, οι ερευνητές έβαλαν τη συσκευή να μετακινηθεί μέσα από έναν λαβύρινθο, ελέγχοντας την κίνησή του με τη χρήση μαγνητικού πεδίου.
Επόμενο βήμα της ερευνητικής διαδικασίας είναι η μελέτη και η επεξεργασία μικρορομπότ σε κλίμακες υποχιλιοστών.
