اگر تا به حال به امید درمان همه مشکلات جسمی تان، از درد معده گرفته تا سردرد قرص مصرف کرده‌اید، حتما می دانید داروها همیشه برای درمان نقاط درد دقیق طراحی نشده اند. یعنی برای مثال وقتی دندان درد دارید و مسکن می خوردید دارو صرفا به محل درد دندان شما نمی رود. در حالی که سال ها است قرص‌های بدون نسخه بسیاری از بیماری‌ها را درمان کرده‌اند، اما محققان زیست‌پزشکی اخیراً شروع به بررسی راه‌هایی برای بهبود تحویل هدفمند دارو در درمان شرایط پزشکی پیچیده‌تر، مانند بیماری‌های قلبی عروقی یا سرطان کرده‌اند.

این روبات ها آینده پزشکی را تغییر خواهند داد

به گزارش سلامت نیوز به نقل از  نیوزمدیکال، یک نوآوری امیدوارکننده در این حوزه رو به رشد زیست پزشکی، میلی ربات است. این ربات‌های بسیار کوچک( به اندازه نوک انگشت) آماده تبدیل شدن به نجات‌دهنده‌های پزشکی در آینده هستند – در واقع این روبات ها برای بررسی عملکرد داخلی یا توزیع دارو در بدن آماده خزیدن، چرخیدن و شنا کردن برای ورود به فضاهای باریک بدن هستند.

این روبات ها که به اندازه نوک انگشت هستند از هنر ژاپنی اوریگامی الهام گرفته اند. آنها می توانند برای حمل مستقیم داروها به تومور، لخته یا عفونت استفاده شوند و محققان ادعا می کنند که می توانند روزی جایگزین قرص ها یا تزریق داخل وریدی شوند

رنه ژائو، مهندس مکانیک دانشگاه استنفورد، که محقق پیشرو در این زمینه است، در حال کار بر روی بسیاری از طرح‌های میلی‌ربات به طور همزمان است - از جمله یک ربات خزنده مغناطیسی، که اخیراً تصویرش روی جلد مجله Science Advances دیده شد که در حال عبور از معده است.

ربات های او می توانند با استفاده از میدان های مغناطیسی - که امکان حرکت مداوم را فراهم می کند و می تواند فوراً برای تولید گشتاور و تغییر نحوه حرکت ربات ها اعمال شود - حالت های مختلف حرکت را انتخاب کنند و بر موانع موجود در بدن غلبه کنند. تنها با تغییر قدرت و جهت میدان مغناطیسی، تیم ژائو می‌تواند یک ربات را در فواصلی 10 برابر طول ربات در سراسر بدن اعزام کند.

یکی از جنبه های کلیدی تحقیقات او، این امر است که تحریک مغناطیسی همچنین امکان کنترل غیرتهاجمی را برای عملیات غیر تهاجمی فراهم می کند و واحد کنترل را از دستگاه جدا می کند تا امکان کوچک سازی را فراهم کند. ژائو گفت که جدیدترین ربات آنها که در ماه جاری معرفی شد، «قوی ترین و چند منظوره ترین ربات بدون اتصالی است که تا به حال ساخته ایم. این میلی ربات منعطف بی‌سیم با قابلیت چرخش به همان اندازه که از نامش پیداست چند منظوره است. این ربات یک واحد منفرد با طراحی زیبا است که می‌تواند به سرعت روی سطوح صاف و ناهموار یک عضو حرکت کند و در مایعات بدن شنا کند و در حین حمل داروهای مایع به‌صورت بی‌سیم حرکت کند. »

ژائو که استادیار مهندسی مکانیک است، گفت، برخلاف قرص‌های خورده شده یا مایعات تزریق شده، این ربات دارو را تا زمانی که به هدف خود برسد و سپس داروی با غلظت بالا را آزاد ‌کند، در درون خود نگه می‌دارد. به این ترتیب ما به وسیله میلی روبات ها به دارورسانی هدفمند در نقطه مورد نظر دست می یابیم.

تغییر شکل تحویل دارو

به گفته ژائو، نکته مهمی که در مورد این ربات دوزیست خاص وجود دارد این است که از طراحی معمول ربات‌های مبتنی بر اوریگامی، که فقط از قابلیت تا شدن برای کنترل نحوه شکل‌گیری و حرکت یک ربات استفاده می‌کنند، فراتر می رود.

برای درک موضوع به ربات کوچک سختی که دارای سطح چین دار است فکر کنید. تیم ژائو علاوه بر بررسی این موضوع که چگونه تا شدن می‌تواند ربات را قادر به انجام برخی اعمال کند، بررسی کردند که چگونه ابعاد شکل دقیق هر چین بر حرکت ربات در زمانی که تا نشده بود، تأثیر می‌گذارد. در نتیجه، شکل باز شده ربات خود را به جاشدن در محیط نزدیک می کند. چنین ملاحظات گسترده‌ای به محققان این امکان را می‌دهد تا بدون افزودن حجم بیشتر از مواد بهترین استفاده را کنند - و در دنیای ژائو، هرچه عملکرد بیشتری از یک ساختار واحد در طراحی ربات به دست آید، احتمال عملکرد تهاجمی پزشکی کمتر است.

یکی دیگر از جنبه های منحصر به فرد طراحی ربات، ترکیب برخی از ویژگی های هندسی است. یک سوراخ طولی در مرکز ربات و شکاف های جانبی که به طرفین زاویه دارند، مقاومت در برابر آب را کاهش داده و به ربات کمک می کند تا بهتر شنا کند. این طراحی باعث ایجاد فشار منفی در ربات برای شنای سریع می شود و در عین حال مکش را برای حمل فراهم می کند:« ما از ویژگی‌های هندسی این ربات کوچک استفاده کامل می‌کنیم و آن ساختار واحد را برای کاربردهای مختلف و برای عملکردهای مختلف بررسی می‌کنیم.»

اگر برنامه خوب پیش برود، ربات‌ها نه تنها راهی مفید برای توزیع مؤثر دارو ارائه می‌کنند، بلکه می‌توانند برای حمل ابزار یا دوربین به داخل بدن نیز استفاده شوند و نحوه معاینه و تشخیص پزشکان را تغییر دهند. این تیم همچنین در حال کار بر روی استفاده از تصویربرداری اولتراسوند برای ردیابی حرکت روبات‌ها هستند تا نیازی به برش روی اندام‌های باز را از بین ب‌برند.

هر چه کوچکتر، ساده تر، بهتر

تا زمانی که اطلاعات بیشتری در مورد بهترین شیوه‌های طراحی و تصویربرداری بهینه به دست نیاید، میلی‌ربات‌هایی مانند ژائو را در بیمارستان های واقعی نخواهیم دید، اما نمونه هایی از میلی روبات ها در حال حاضر در مراحل آزمایشی است که قبل از انجام آزمایش‌های بالینی بر روی حیوانات زنده انجام می‌شود.

به عنوان یک مهندس، ژائو تلاش می کند تا ساده ترین سازه ها را با بیشترین عملکرد توسعه دهد. ربات دوزیست او نمونه ای از این ماموریت است، زیرا الهام بخش تیم او برای بررسی کامل ویژگی های هندسی است که هنوز به طور معمول توسط سایر محققان ربات پ اولویت بندی نشده اند. دکتر ژائو گفت: «ما شروع به بررسی اینکه چگونه همه اینها به صورت موازی کار می کنند کردیم. این نکته بسیار منحصر به فرد این کار است.»

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
captcha