ربات‌های بیولوژیکی مینیاتوری با کنترل از راه دور کاربرد‌های بالقوه زیادی در پزشکی، سنجش و نظارت بر محیط زیست دارند.با تلاش طراحان ربات‌های بیولوژیکی مینیاتوری به قابلیت جدید کنترل از راه دور‌ی دست یافته‌اند.

محققان به سرپرستی دانشگاه نورث وسترن و دانشگاه ایلینویز اعلام کردند که در طراحی ربات‌های بایوبات (eBiobots) برای اولین بار مواد نرم و ماهیچه گونه را با میکروالکترونیک ترکیب کرده اند.

آن‌ها ماشین‌های بیولوژیکی خود را در مقیاس سانتی متری در مجله Science Robotics شرح دادند.

در این مطالعه آمده است: ادغام میکروالکترونیک به دنیای بیولوژیکی و الکترونیک، هر دو با مزیت‌های خاص خود اجازه می‌دهد تا بیوبات‌ها و ماشین‌های الکترونیکی تولید کنند که می‌توانند برای بسیاری از کاربرد‌های پزشکی، حسی و زیست‌محیطی در آینده مفید باشند.

محققان در توسعه ربات‌های زیستی، ربات‌های بیولوژیکی کوچکی که از بافت ماهیچه‌ای مانند شکل می‌گیرد، پیشگام بوده‌اند.این ربات‌ها روی یک اسکلت پلیمری نرم چاپ‌شده با چاپ سه‌بعدی کار می‌کنند.

محقق جان راجرز گفت: ترکیب فناوری و زیست‌شناسی در ایجاد سیستم‌های مهندسی شده خوددرمانی، یادگیری، تکامل، برقراری ارتباط فرصت‌های گسترده‌ای را به محققان می‌دهد، که زمینه بسیار مناسبی برای تحقیقات آینده با کاربرد‌های بالقوه خاص در زیست پزشکی مانند درمان بیماری‌هایی مانند سرطان و نظارت بر محیط زیست است.

دکتر راجرز استاد علوم و مهندسی مواد، مهندسی زیست پزشکی و جراحی مغز و اعصاب در نورث وسترن است.

او گفت: برای اینکه به بیوبات‌ها آزادی حرکت لازم برای کاربرد‌های عملی بدهیم، محققان تصمیم گرفتند باتری‌های حجیم و سیم‌های اتصال را حذف کنند.

ژنگ وی لی یکی از نویسندگان در دانشگاه هیوستون گفت: ربات‌های الکترونیکی از یک سیم پیچ گیرنده برای برداشت نیرو و ارائه ولتاژ خروجی تنظیم‌شده برای تغذیه میکرو LED استفاده می‌کنند.

محققان می‌توانند یک سیگنال بی سیم به eBiobots ارسال کنند که LED‌ها را تحریک می‌کند تا پالس تولید کنند.‌ LED هاعضله مهندسی شده حساس به نور را تحریک می‌کنند تا منقبض شوند و پایه‌های پلیمری را به گونه‌ای حرکت دهند که ماشین‌ها راه بروند.

میکرو ال‌ای‌دی‌ها به‌قدری هدف‌گذاری شده‌اند که می‌توانند بخش‌های خاصی از عضله را فعال کنند و باعث می‌شوند که eBiobot در جهت دلخواه بچرخد.محققان از مدل‌سازی محاسباتی برای بهینه‌سازی طراحی eBiobot و ادغام اجزا برای استحکام، سرعت و قابلیت مانور حرکتی استفاده کردند.

دکتر ماتیا گاززولا که شبیه‌سازی و طراحی ربات‌های الکترونیکی را رهبری کرد، گفت: طراحی تکراری و چاپ سه بعدی افزودنی داربست‌ها امکان چرخه‌های سریع آزمایش‌ها و بهبود عملکرد را فراهم می‌کند.

این طرح امکان ادغام احتمالی میکروالکترونیک‌های اضافی، مانند حسگر‌های شیمیایی و بیولوژیکی را برای عملکرد‌هایی مانند هل دادن یا انتقال چیز‌هایی که ربات‌های زیستی با آن‌ها مواجه می‌شوند فراهم می‌کند.

به گفته محققان ادغام حسگر‌های الکترونیکی یا نورون‌های بیولوژیکی به ربات‌های eBiobot اجازه می‌دهد تا سموم موجود در محیط، نشانگر‌های زیستی برای بیماری و احتمالات بیشتری را حس کنند و به آن‌ها پاسخ دهند.

محققان بر این باورند که در توسعه اولین ربات بیوالکترونیک هیبریدی، این تحقیق الگوی جدید از برنامه‌های کاربردی جهت نوآوری در مراقبت‌های بهداشتی مانند بیوپسی و تجزیه و تحلیل، جراحی تهاجمی یا حتی تشخیص سرطان در بدن انسان است.

منبع: نیوز نورث وسترن