Små robotar modellerade efter bakterier kan användas för att leverera läkemedel till svåråtkomliga områden i människokroppen. Forskare vid École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) och Swiss Federal Institute of Technology i Zurich (ETH Zurich) har utvecklat vad de kallar elastiska mikrobotar som kan ändra form beroende på deras miljö.
När en patient behöver medicin ges det traditionellt oralt eller intravenöst och kroppens system kommer att föra medicinen till den del av kroppen där den behövs. Men den senaste utvecklingen inom området riktad läkemedelstillförsel har hjälpt till att säkerställa att medicin levereras till det specifika område där det behövs, med en högre koncentration av medicinen på vissa ställen. Utvecklingen av elastiska robotar skulle potentiellt kunna revolutionera riktad läkemedelstillförsel genom att göra det möjligt att leverera medicin till alla delar av kroppen, även de som är svåra att komma åt.
Smarta mikrorobotar som kan anpassa sig till sin omgivning
Mikrobotarna är mycket flexibla och kan simma genom vätskor och ändra form som svar på deras miljö, vilket innebär att de kan klämma sig genom trånga blodkärl utan att sakta ner eller vara svåra att göra manövrera. Botarna är gjorda av små hydrogel nanokompositer som innehåller magnetiska nanopartiklar, så de kan kontrolleras med hjälp av ett elektromagnetiskt fält.
Rekommenderade videor
Efter att ha skapat robotarna var utmaningen att hitta ett sätt att "programmera" deras former så att de kunde passera genom alla olika miljöer i en människokropp. Forskare hittade ett sätt att använda förkroppsligad intelligens, där botens fysiska varelse är anpassningsbar till omgivningen, snarare än den traditionella beräkningen som de flesta elektroniska system använder. Botarna är konstruerade med en origami-baserad vikningsmetod som gör att de kan deformeras till det mesta effektiv form för varje given miljö, och deformationer kan ställas in i förväg för att göra prestanda smidigare. Väl inne i en kropp kan robotarna antingen styras av ett elektromagnetiskt fält eller så kan de lämnas att ta sig fram genom att använda vätskeflödet inuti kroppen.
"Våra robotar har en speciell sammansättning och struktur som gör att de kan anpassa sig till egenskaperna hos vätska som de rör sig igenom, säger Selman Sakar, biträdande professor, Institute of Mechanical Engineering, EPFL, i ett påstående. "Om de till exempel stöter på en förändring i viskositet eller osmotisk koncentration, ändrar de sin form för att bibehålla sin hastighet och manövrerbarhet utan att tappa kontrollen över rörelseriktningen."
Resultaten publiceras i Vetenskapens framsteg.
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
