دانشمندان رباتی کوچک‌ تر از دانه نمک برای سفر به درون بدن انسان ساختند

چه کسی به اندرویدهای بزرگ و بدقواره نیاز دارد؟ ما هنوز با نانومشین‌ های تخیلی که در آثاری مثل “عصر الماس” (The Diamond Age) یا “متال گیر سالید” (Metal Gear Solid) دیده‌ایم فاصله زیادی داریم، اما دانشمندان به تازگی گام مهمی به سمت بهترین جایگزین ممکن برداشته‌اند.

به گزارش بخش اخبار پزشکی زوم تک به نقل از Futurism، تیمی از محققان دانشگاه‌ های پنسیلوانیا (UPenn) و میشیگان (U-M) اعلام کرده‌اند که موفق به ساخت رباتی با ابعاد زیر میلی‌ متر شده‌اند که با وجود اندازه بسیار کوچک، مجهز به کامپیوتر، موتور و سنسور است. این خبر که ابتدا توسط واشنگتن پست گزارش شده، نشان می‌ دهد اگرچه اندازه این ربات دقیقاً یک میلیاردم متر نیست، اما با ابعادی کوچک‌ تر از یک دانه نمک، همچنان به طرز حیرت‌آوری ریز است: یک میکرو ربات (Microrobot) واقعی.

انقلابی در پزشکی با میکرو ربات‌ های هوشمند

این پژوهش که در مطالعه‌ای جدید در ژورنال معتبر Science Robotics منتشر شده است، می‌تواند پلتفرمی برای ساخت ربات‌های میکروسکوپی در آینده باشد. این ربات‌ها قادر خواهند بود به درون بدن انسان فرستاده شوند تا معجزات پزشکی گوناگونی را انجام دهند؛ از ترمیم بافت‌ها گرفته تا رساندن دارو به نقاطی که دسترسی جراحان به آن‌ها دشوار است.

مارک مسکین (Marc Miskin)، نویسنده همکار و استادیار مهندسی برق و سیستم‌ها در دانشگاه پنسیلوانیا، به واشنگتن پست گفت: «این اولین ربات بسیار کوچکی است که توانایی حس کردن، فکر کردن و عمل کردن را دارد.»

در حال حاضر، این دستگاه هنوز بسیار آزمایشی است و برای استفاده در داخل بدن انسان مناسب نیست. دیوید بلاو (David Blaauw)، نویسنده همکار از دانشگاه میشیگان، در این باره اظهار داشت: «اما تعجب نمی‌کنم اگر تا ۱۰ سال آینده، کاربردهای واقعی برای این نوع ربات پیدا کنیم.»

چالش‌ های فنی و دستاورد بزرگ

ساخت یک ربات میکروسکوپی که بتواند حرکت کند، محیط اطرافش را حس کند و به طور مستقل تصمیم بگیرد، برای دهه‌ها از دسترس دانشمندان خارج بود. به گفته تیم تحقیقاتی، متخصصان رباتیک معمولاً برای اینکه میکرو ربات‌ها بتوانند در مقیاس‌های کوچک‌تر کار کنند، به کنترل خارجی آن‌ها متکی بودند، اما این کار به قیمت فدا کردن توانایی پردازش اطلاعات توسط خود ربات تمام می‌شد. این محدودیت مانع از واکنش ربات‌ها به محیط اطرافشان می‌شد و آن‌ها را با تعداد محدودی از رفتارهای از پیش برنامه‌ریزی شده تنها می‌گذاشت که در نتیجه، کاربرد آن‌ها در دنیای واقعی محدود می‌شد.

مسکین توضیح داد که داشتن رباتی در مقیاس میکرون (یا یک میلیونیم متر)، به ما امکان دسترسی به چیزی را می‌دهد که با کوچک‌ترین واحدهای بیولوژی ما مطابقت دارد. او گفت: «هر موجود زنده‌ای اساساً یک ترکیب غول‌پیکر از ربات‌های ۱۰۰ میکرونی است و اگر به آن فکر کنید، بسیار عمیق است که طبیعت این اندازه خاص را برای سازماندهی حیات انتخاب کرده است.»

ساختار و نحوه عملکرد ربات

از نظر ظاهری، ربات محققان شبیه به یک میکروچیپ است و از همان مواد ساخته شده است، از جمله سیلیکون، پلاتین و تیتانیوم. مسکین می‌گوید که این ربات در لایه‌ای که اساساً شیشه است مهر و موم شده تا از نفوذ مایعات محافظت شود.

این ربات از سلول‌های خورشیدی برای تبدیل انرژی استفاده می‌کند که برق مورد نیاز کامپیوتر داخلی و سیستم رانش آن را تأمین می‌کند. سیستم رانش از یک جفت الکترود استفاده می‌کند تا جریانی را در ذرات آب اطراف خود ایجاد کند. به عبارت ساده، این ربات شنا می‌کند. سرعت کامپیوتر داخلی آن کمتر از یک هزارم سرعت یک لپ‌تاپ مدرن است، اما برای پاسخ به تغییراتی که در محیط تشخیص می‌دهد (مانند دما) کافی است.

تیم تحقیقاتی در مطالعه خود نوشتند: «در این مقیاس، اندازه و بودجه انرژی ربات با بسیاری از میکروارگانیسم‌های تک‌سلولی قابل مقایسه است.»

ارتباطات: کلید آینده

نکته حیاتی این است که این ربات طوری طراحی شده که همچنان با اپراتورهای انسانی خود ارتباط برقرار کند. مسکین گفت: «ما می‌توانیم با استفاده از یک لپ‌تاپ پیام‌هایی به آن بفرستیم و بگوییم چه کاری انجام دهد، و ربات نیز می‌تواند پیام‌هایی را به ما برگرداند و بگوید چه دیده و چه کاری انجام داده است.»

اما گام بعدی چیست؟ ارتباط بین خودِ میکرو ربات‌ها. بلاو به واشنگتن پست گفت: «بنابراین جام مقدس بعدی واقعاً این است که آن‌ها بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.»