Vücut sıvılarınızda yüzmek için tasarlanan tarak mikro robotları

Anonim

Vücut sıvılarınızda yüzmek için tasarlanan tarak mikro robotları

Robotik

Colin Jeffrey

13 Kasım 2014

5 fotoğraf

Araştırmacılar, vücut sıvılarınızda gerçek anlamda yüzen gerçek boyutlu mikro robotlarla deney yapıyorlar (Resim: Max Planck Institute)

1960'ların bilim kurgu filmi Fantastic Voyage'da seyirciler, bir denizaltını ve içindeki insanları mikroskobik boyutlara indirgemeye ve bir kişinin kan dolaşımına enjekte etme fikrine heyecan verdiler. O zamanlar sadece fantazi ve başlığının önerdiği gibi fantastik bir fikirdi. Ancak bugün, vücudunuzdaki mikro minyatür gezginler gerçekliğe bir adım daha yaklaştı. Max Planck Enstitüsü'nün araştırmacıları, gerçekte vücut sıvılarınızda yüzen gerçek mikro boyutlu robotlarla deney yapıyorlar ve uyuşturucu veya diğer tıbbi yardımları yüksek hedefli bir şekilde sunmak için kullanılabilirler.

Ekip tarafından tasarlanan mikro robotlar tam anlamıyla yüzücüdür; onlar kan ve plazma gibi Newton olmayan sıvılar boyunca kürek çekmek için tasarlanmış tarak benzeri aygıtlardır (su bu şekilde mikroskobik seviyede davranır). Bu, makro düzeyindeki suda yüzmekten farklı olarak, bu mikro robotların, üzerine ne kadar kuvvet uygulandığına bağlı olarak değişen bir viskoziteye sahip olan sıvının içinden geçmesi gerektiği anlamına gelir.

Bunu yapmak için mikro robotlar, küçük bedenlerine sığabilecekleri ve hareket ettikleri Newton-olmayan akışkanın avantajını kullanabilecek bir itme yöntemine ihtiyaç duyarlar. Daha da önemlisi, takım mikro-küreklerini ilerletmek için karşılıklı bir hareket yöntemi kullanıyor; ama genellikle bu, bu tür akışkanlarda işe yaramıyor, bu yüzden biyolojik sistemde dolaşan organizmalar, flagella ya da silyalar gibi pistonlu olmayan aletler kullanıyor.

Ancak bu robotik mikroswimmersler aslında bu özellikten yararlanır ve etrafta dolaşmak için bir tarak yüzme hareketini kullanırlar. Araştırmacılar bu süreci "kesme hızını değiştirerek sıvı viskozitesinin modülasyonu" diyorlar. "Basit bir şekilde, mikro taraklar sıvıyı sıkıştırmak ve arkasından zorlamak için" kabukları "nı açar ve kapatırlar, daha sonra pervaneler onlar boyunca.

Micro, Nano ve Molecular Systems Research Group'un lideri Profesör Peer Fischer, “Kabuk, insan saçı kalınlığından sadece birkaç kat daha büyüktür” dedi. "Su gibi bir sıvı bu cihazlar için bal gibi viskoz veya hatta katran bizim için."

Araştırma ekibi ferromanyetik aktüatörleri (temel olarak manyetik olarak çalışan menteşeler) kullanarak, uygulanan harici alternatif manyetik alanın etkisi altında kabuklarını açıp kapamak için kapatıp kapatmak üzere kullandı. Bunu sık ve yeterince hızlı bir şekilde yapın ve mikro-robot tarak, göz kürenizin karşısındaki hızda yüzebilir.

Microrobot tarak makinesinin etrafta sürüklenecek motoru bulunmaması, olağanüstü küçüklüğüne (yaklaşık 800 mikron) katkıda bulunur. Bu, kan dolaşımınız, lenfatik sisteminiz etrafında veya göz kürelerinizin yüzeyindeki kaygan goo boyunca yolunu açmaya yetecek kadar minimize eder. Ve sadece küçükler değil, aynı zamanda sadelikleri de 3D yazıcıya basılmak için idealdir.

Bir ürünün geleneksel yöntemlerle erişilemeyen vücut bölümlerine hedefli bir şekilde ulaştırılmasındaki belirgin kullanım dışında, ekip henüz yüzme mikro-robotları için başka herhangi bir kullanımı açıklığa kavuşturmamıştır. Bununla birlikte, eğer cihazları yeterince küçük ve çevik bir hale getireceklerse, tıp dünyasındaki bir çok insanın özelliklerinden yararlanarak hastaların yararına faydalanabileceği oldukça muhtemeldir.

Aşağıdaki video mikro sarmal yüzücüler ve onların benzersiz tahrik sistemi bazı animasyonları ve açıklamaları gösterir.

Araştırma Nature Communications dergisinde yayınlandı.

Kaynak: Max Planck Enstitüsü

Araştırmacılar, vücut sıvılarınızda gerçek anlamda yüzen gerçek boyutlu mikro robotlarla deney yapıyorlar (Resim: Max Planck Institute)

Microrobot tarak makinesinin etrafta sürüklenecek bir motoru bulunmadığından, son derece küçüktür - yaklaşık 800 mikron (Resim: Max Planck Enstitüsü)

Bu cihazlar, elde edilecek kesme oranını değiştirerek sıvı viskozitesinin modülasyonunu kullanırlar (Resim: Max Planck Institute).

Microrobot tarak makinesinin etrafta sürüklenecek bir motoru bulunmadığından, son derece küçüktür - yaklaşık 800 mikron (Resim: Max Planck Enstitüsü)

Mikro taraklar, sıvıları sıkıştırmak ve arkasından dışarı itmek için "kabukları" nı tam anlamıyla açar ve kapatırlar, bu da onları ilerletir (Resim: Max Planck Institute)