Sluge Denne Robot: Sammenfoldelig Droid Kunne Reparere Maver

{h1}

En indtagelig robot kan udfolde sig som origami og operere i maven.

Der er sandsynligvis ikke mange gange, når du vil sluge en lille robot. Men hvad nu hvis en sådan indtagelig bot kunne sættes i arbejde i din krop, målretning mod et fremmedlegeme eller lappe et indre sår, før det sondres uden spor?

Et team af forskere fra Massachusetts Institute of Technology har foreslået en ny, minimalt invasiv måde at bruge biokompatible og biologisk nedbrydelige miniatyr robotter til at udføre opgaver i menneskekroppen. Designet af robotterne er inspireret af origami, den japanske kunst af foldning af papir.

Fremstillet primært af tørrede tyndtarme (almindeligvis anvendt til pølsehætter), de små robotter ser ud som et kryds mellem en larve og et accordeon. En lille magnet gør det muligt for dem at blive manøvreret af et tyndt eksternt magnetfelt, siger forskerne. [De 6 Strangest Robots Ever Created]

Forskerne har allerede demonstreret origami-inspirerede robotter, der er i stand til at svømme, klatre og bære en belastning to gange deres vægt, men at skabe en indtagelig enhed, der kan fungere i en mave, præsenterede et helt nyt sæt udfordringer, sagde Shuhei Miyashita, som var en del af MIT-team, der udviklede roboten, men er nu en foredragsholder af intelligent robotik ved University of York i Det Forenede Kongerige.

"Det hårdeste problem vi måtte løse var at få roboten til at fungere i et sådant uforudsigeligt miljø," sagde Miyashita til WordsSideKick.com. "Robotdesignet blev genskabt, så det stadig kan gå, når det bliver vendt på hovedet og kan svare til forandringen af ​​maveanatomien."

Opbygning af en lille bot

I hjertet af robotens lagdelte struktur er et materiale, der krymper, når det opvarmes. Når dette sker, sættes omhyggeligt placerede slidser i det ydre lag, fordi den oprindeligt flade struktur foldes ind i en serie af bokslignende segmenter, siger forskerne.

Dette design gør det muligt for robotten at stole på den såkaldte "stick-slip" bevægelse, i hvilken dele af robotten holder sig til en overflade på grund af friktion under visse bevægelser, men slip derefter fri, når vægtfordelingen ændres som robotens krop bøjes.

Men fordi denne særlige robot er designet til at fungere i en væskefyldt mave, redesignede holdet robotten for at være mere som en fin, så den også giver fremdrift ved at fremdrive vand, hvilket giver maskine mulighed for at svømme såvel som kravle.

"Det er virkelig vigtigt at se, at sådanne små robotter muliggør både aktivering [eller bevægelse] og bionedbrydning", sagde Hongzhi Wang, professor i materialevidenskab ved Donghua University i Kina, som arbejder på selvfoldende origami-inspirerede materialer, men ikke var involveret med den nye undersøgelse. "Det har store potentielle applikationer til sundhedspleje."

Hvordan det virker

I et papir, der blev præsenteret på IEEE International Conference on Robotics and Automation, der blev afholdt den 16.-21. Maj i Stockholm i Sverige, beskrev teamet fra MIT's Computer Science og Artificial Intelligence Laboratory, hvordan de skabte en syntetisk mave for at teste enheden og udtænkte en to-trins proces til hypotetisk fjernelse af et urbatteri, der var blevet slugt. Forskerne viste også, hvordan roboten kan patchere såret, batteriet efterlader. [7 rare ting, folk har svelget]

Et 3D-trykt åbent tværsnit af mave og spiserør blev foret med en silicone gummiform, der matchede både form og fysiske egenskaber hos en virkelig livsstil. Det syntetiske organ blev derefter fyldt med en væske, som simulerede egenskaberne af mavevæske.

I undersøgelsen blev en af ​​robotterne rullet op og indkapslet i en pilleformet kapsel af is. Når enheden nåede maven, skabte et eksternt udvalg af metalspoler et magnetfelt, der interagerede med robotens magnet og kunne indstilles til at gøre kapslen rulle mod det indtagne urbatteri.

Magneten får kapslen til at fastgøre sig selv til batteriet, og når robotten ruller væk igen, afbrydes batteriet fra maven. Både robotten og batteriet går så naturligt ud af fordøjelsessystemet, siger forskerne.

En anden robot indtages derefter på samme måde, men denne gang bliver isen tilbage til at smelte og robotten udfolder sig. Det samme magnetiske array bruges til at styre roboten til sårstedet, som roboten dækker, før den til sidst opløses. Robotens struktur indeholder også et opløseligt lag imprægneret med lægemidler designet til at hjælpe helbredelse, sagde forskerne. Larry Howell, professor i maskinteknik ved Brigham Young University i Utah, der arbejder på origami-inspirerede mekanismer og medicinsk udstyr, sagde de nye forskningsmerker er et værdifuldt skridt fremad for at skabe robotter, der kan udføre lægeprocedurer inde i kroppen.

"Ideen om at indtage roboten i en iskapsel til indledende levering, og få den biologisk nedbrydelig, så den nedbrydes efterfølgende, har potentialet til at have reduceret langtidseffekt i forhold til nogle kirurgiske alternativer," fortæller Howell.

Miyashita sagde, at det kunne være mindst seks til otte år, før disse robotter når til klinikken. Kontrol nøjagtighed skal forbedres, sagde han og tilføjede, at strengere dyreforsøg og menneskelig test skal udføres først.

Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: Institut Sankt Joseph.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com