دانشمندان با الهام از باکتری‌ها و اسپرم، میکرو ربات‌های شناگر ساختند
- لینک مفید:ربات‌های شناگر که خود را از آسیب درمان می‌کنند
- بیشتر بدانید:آیا میکروربات‌ها می‌توانند ایمنی محصولات لبنی را بهبود بخشند؟
- بیشتر بخوانید:ساخت نانوذرات ضد باکتری از عصاره‌های گیاهی
دانشمندان با الهام از باکتری‌ها و اسپرم، میکرو ربات‌های شناگر ساختند
دانشمندان دانشگاه کرنل ربات‌هایی به اندازه سلول ساخته‌اند که می‌توانند توسط امواج فراصوت نیرو بگیرند و هدایت شوند.
("شناگران میکرو رباتیک الهام گرفته از زیست‌شناسی که از راه دور توسط امواج فراصوت کنترل می‌شوند").
بیش از یک دهه است که آزمایشگاه مینگمینگ وو در حال بررسی روش‌های مهاجرت و ارتباط میکروارگانیسم‌ها، از باکتری‌ها گرفته تا سلول‌های سرطانی، با محیط اطرافشان است.
هدف، ساخت یک میکروربات کنترل از راه دور بود که بتواند در بدن انسان حرکت کند.
تیم وو در ابتدا سعی کرد یک میکرو ربات طراحی و چاپ سه‌بعدی کند که از نحوه‌ی استفاده‌ی باکتری‌ها از تاژک برای حرکت خود تقلید کند.
با این حال، مانند هوانوردان اولیه که هواپیماهای دست و پا گیرشان برای پرواز بیش از حد شبیه پرندگان بود، این تلاش نیز با شکست مواجه شد.
سپس، آنها شروع به بررسی رویکردی غیرواقعی‌تر کردند که مانع اصلی این بود که چگونه انرژی آن را تامین کنند.
همانطور که یک فرد قبل از راه رفتن باید بخزد، یک میکرو ربات قبل از شنا کردن باید انرژی دریافت کند.
وو گفت: "باکتری‌ها و اسپرم اساساً مواد آلی موجود در مایع اطراف را مصرف می‌کنند و این برای تأمین انرژی آنها کافی است. اما برای ربات‌های مهندسی شده، این کار دشوار است، زیرا اگر باتری حمل کنند، برای آنها سخت است که بتوانند حرکت کنند."
در نتیجه این تیم به ایده استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا رسید. از آنجا که التراسوند بی‌صدا است، می‌توان آن را به راحتی در محیط آزمایشگاهی آزمایش کرد.
به عنوان یک مزیت اضافی، این فناوری توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده برای مطالعات بالینی ایمن تلقی شده است.
تائو لو، محقق سابق فوق دکترا، با همکاری مرکز علوم و فناوری نانومقیاس کرنل (CNF)، یک شناگر میکرو رباتیک مثلثی شکل ساخت که شبیه حشره‌ای است که با یک موشک فضایی ترکیب شده است.
مهم‌ترین ویژگی این شناگر، یک جفت حفره است که در پشت آن حک شده است.
از آنجا که ماده رزین آن آبگریز است، وقتی ربات در محلول غوطه‌ور می‌شود، یک حباب هوای کوچک به طور خودکار در هر حفره به دام می‌افتد.
وقتی یک مبدل فراصوت به سمت ربات نشانه گرفته می‌شود، حباب هوا نوسان می‌کند و گرداب‌هایی که به عنوان جریان سیال نیز شناخته می‌شوند ایجاد می‌کند که شناگر را به جلو می‌راند.
مهندسان دیگر پیش از این شناگران «تک حبابی» ساخته بودند، اما محققان دانشگاه کرنل اولین کسانی هستند که در ساخت نسخه‌ای پیشگام بوده‌اند که از دو حباب استفاده می‌کند که هر کدام قطر دهانه متفاوتی در حفره مربوط به خود دارند.
محققان با تغییر فرکانس رزونانس امواج صوتی، می‌توانند هر یک از حباب‌ها را تحریک کنند یا آنها را با هم تنظیم کنند و در نتیجه جهت حرکت شناگر را کنترل کنند.
چالش پیش رو، زیست‌سازگار کردن این شناگرها خواهد بود، به طوری که بتوانند در میان سلول‌های خونی که تقریباً به اندازه خودشان هستند، حرکت کنند.
ریزشناگرهای آینده همچنین باید از مواد زیست‌تخریب‌پذیر ساخته شوند تا بتوان تعداد زیادی ربات را به طورهمزمان ارسال کرد.
همانطور که فقط یک اسپرم برای لقاح موفق لازم است، حجم نیز کلیدی است.
وو گفت: «برای دارورسانی، می‌توانید گروهی از شناگران میکرورباتیک داشته باشید و اگر یکی از آنها در طول سفر شکست بخورد، مشکلی نیست. طبیعت اینگونه زنده می‌ماند.
به نوعی، این یک سیستم قوی‌تر است اما کوچکتر به معنای ضعیف‌تر نیست. گروهی از آنها شکست‌ناپذیرند. من احساس می‌کنم این ابزارهای الهام گرفته از طبیعت معمولاً پایدارتر هستند، زیرا طبیعت ثابت کرده است که این کار می‌کند.»
تاریخ:1403/2/7
مهسانعمتی
