نورنیوز-گروه اقتصادی: رباتهایی که به اندازهای کوچک باشند که بتوانند در رگهای خونی سفر و آسیبهای داخلی بدن را ترمیم کنند، تا چندی پیش فقط در داستانهای علمیتخیلی وجود داشتند؛ اما پژوهشگران دانشگاههای پنسیلوانیا و میشیگان گامی تاریخی به سوی تحقق این رویا برداشتهاند.
این مطالعه در ادامه تلاشهای چند دههای برای ساخت رباتهای میکروسکوپی خودکفا انجام شده است. پیش از این، رباتهای میکرونی یا نیاز به کنترل خارجی داشتند یا فاقد توان پردازشی مستقل بودند.
این دستاورد علمی، رویای انجام جراحیهای میکروسکوپی درون بدن را به واقعیت نزدیکتر کرده است.
ساخت رباتی که «مغز» دارد
گروه پژوهشی موفق به ساخت رباتهای میکروسکوپی شده است که اندازه آنها بین ۲۱۰ تا ۲۷۰ میکرومتر (نازکتر از موی انسان) است، به مغز (پردازنده) و حواس (حسگر) داخلی مجهز است و به کنترل خارجی توسط آهنربا یا لیزر نیازی ندارد.
راز تولید انبوه: فناوری ساخت تراشههای رایانهای
کلید این موفقیت، استفاده از همان روشی است که تراشههای رایانهای را میسازند. پژوهشگران توانستند تمام اجزای ربات شامل سلولهای خورشیدی میکروسکوپی (برای تأمین انرژی از نور اِلایدی)؛ پردازنده مرکزی؛ حسگر دما و سامانه حرکتی را به صورت یکجا روی یک صفحه سیلیکونی بسیار نازک چاپ کنند. از هر صفحه، صدها ربات کامل به طور همزمان تولید میشود که هزینه ساخت هر واحد را بهشدت کاهش میدهد.
آزمایش هوشمندی: «به دنبال گرما بگرد!»
برای آزمایش قابلیت تصمیمگیری ربات، پژوهشگران ربات را در ظرف آزمایش پر از مایعی قرار دادند که یک سمت آن سرد و سمت دیگر گرم بود. به ربات دستور دادند:
اگر احساس کردی دما پایین میآید، با حرکتی منحنیوار به جستوجوی نقطه گرمتر برو.
اگر دما در حال افزایش بود، در جای خود بچرخ و در منطقه گرم بمان.
نتیجه: در ۵۶ آزمایش پیاپی، رباتها به طور خودکار و دقیق رفتار خود را با تغییرات دما تطبیق دادند.
چرا این دستاورد مهم است؟
پایان وابستگی: برای نخستینبار یک ربات میکروسکوپی میتواند بدون سامانه کنترل خارجی عمل کند؛
برنامهریزی چندمنظوره: یک ربات واحد قابلیت انجام وظایف مختلف را دارد؛
اقتصادیبودن: هزینه تولید و عملیات به حداقل ممکن رسیده است.
چه چالشهایی باقی مانده است؟
این موفقیت چشمگیر است، اما راه طولانی تا استفاده پزشکی وجود دارد:
سامانه فعلی برای حرکت به منبع نور خارجی وابسته است؛
باید سامانه حرکت کاملاً بیسیم و مستقل توسعه یابد؛
آزمایشهای ایمنی و زیستسازگاری در بدن موجودات زنده ضروری است.
آینده این فناوری
به گفته پژوهشگران این رباتها میتوانند روزی بهعنوان جراحان میکروسکوپی در بدن انسان به ترمیم بافتهای آسیبدیده، هدفگیری سلولهای سرطانی یا تحویل دارو در نقطه دقیق مورد نظر بپردازند. ما در آستانه انقلابی در پزشکی دقیق و شخصیشده قرار داریم.
این پژوهش که در مجله معتبر سایِنس روباتیکز/ Science Robotics منتشر شده است، نه تنها مرزی از دانش را جابهجا کرده، بلکه آیندهای را ترسیم میکند که در آن بیماریهای پیچیده با کمک رباتهای هوشمند کوچکتر از نمک درمان خواهند شد.