Piccoli microbot si piegano come origami per viaggiare attraverso il corpo umano

Piccoli robot modellati sui batteri potrebbero essere utilizzati per somministrare farmaci in aree del corpo umano difficili da raggiungere. Scienziati dell'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) e del Politecnico federale di Losanna Zurigo (ETH Zurigo) hanno sviluppato quelli che chiamano microbot elastici che possono cambiare forma a seconda della loro forma ambiente.

I robot sono modellati sui batteri e sono completamente biocompatibiliEPFL/ETZ

Quando un paziente ha bisogno di farmaci, tradizionalmente questi vengono somministrati per via orale o endovenosa e i sistemi del corpo trasporteranno il medicinale nella parte del corpo dove è necessario. Ma i recenti sviluppi nel campo della somministrazione mirata di farmaci hanno contribuito a garantire che i farmaci vengano consegnati nell’area specifica in cui sono richiesti, con una maggiore concentrazione del farmaco in alcuni punti. Lo sviluppo di robot elastici potrebbe potenzialmente rivoluzionare la somministrazione mirata di farmaci rendendo possibile la somministrazione di farmaci in qualsiasi area del corpo, anche quelle di difficile accesso.

Microrobot intelligenti in grado di adattarsi all’ambiente circostante

I microbot sono altamente flessibili e sono in grado di nuotare attraverso i fluidi e cambiare forma in risposta ai loro movimenti ambiente, il che significa che possono passare attraverso i vasi sanguigni stretti senza rallentare o avere difficoltà manovra. I robot sono costituiti da minuscoli nanocompositi di idrogel che contengono nanoparticelle magnetiche, quindi possono essere controllati attraverso l'uso di un campo elettromagnetico.

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Dopo aver creato i robot, la sfida era trovare un modo per “programmare” le loro forme in modo che potessero attraversare tutti i diversi ambienti del corpo umano. Gli scienziati hanno trovato un modo per utilizzare l’intelligenza incorporata, in cui l’essere fisico del bot è adattivo all’ambiente circostante, piuttosto che il calcolo tradizionale utilizzato dalla maggior parte dei sistemi elettronici. I robot sono costruiti con un metodo di piegatura basato sugli origami che permette loro di deformarsi al massimo forma efficiente per qualsiasi ambiente e le deformazioni possono essere impostate in anticipo per ottenere prestazioni più liscio. Una volta all'interno di un corpo, i robot possono essere controllati da un campo elettromagnetico oppure possono essere lasciati fare a modo loro sfruttando il flusso del fluido all'interno del corpo.

“I nostri robot hanno una composizione e una struttura speciali che permettono loro di adattarsi alle caratteristiche dell'ambiente fluido attraverso il quale si muovono", ha affermato Selman Sakar, professore assistente presso l'Istituto di ingegneria meccanica, EPFL, in una dichiarazione. “Ad esempio, se incontrano un cambiamento nella viscosità o nella concentrazione osmotica, modificano la loro forma per mantenere velocità e manovrabilità senza perdere il controllo della direzione del movimento”.

I risultati sono pubblicati in Progressi della scienza.

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