latinica  ћирилица
31/10/2016 |  09:05 | Аутор: РТРС

Роботичке микро шкољке које пливају кроз очне јабучице

Вјештачка микро шкољка велика свега дјелић милиметра може да плива кроз биомедицински важне течности. Развили су је истраживачи у Макс Планк институту за интелигентне системе, у Штутгарту, Њемачка.
Роботичке микро шкољке (Фото: ocdn.eu) -
Роботичке микро шкољке (Фото: ocdn.eu)

Пројектовање робота микро и нано димензија (довољно ситних да могу да се крећу унутар људског тијела) базира се на једноставности. Ту просто нема мјеста за сложене моторе и радне системе. Једва да има простора за ма какву електронику, да не помињемо батерије, тако да ови роботи, који могу да пливају унутар крвотока или у очним јабучицама, често покрећу магнетна поља, пише сајт ПЛАНЕТА.

Међутим, магнетна поља се формирају око свега и свачега што је случајно намагнетисано; стога су, у принципу, најбоља за контролисање само једног јединог микроробота у исто вријеме. У идеалним условима, могуће су екипе микроробота који могу самостално да пливају. Роботичке микро-шкољке, најављене у часопису Nature Communications, могле би да буду прави одговор.

Када је ријеч о кретању роботичких микро-пливача, прије свега је важно разумијевање начина на који течности (нарочито биолошке течности) функционишу. Крв се не понаша као вода пошто представља оно што се назива не-Њутонском течношћу. То значи да се крв другачије понаша (мијења вискозитет, постаје гушћа или тања) у зависности од тога колико се силе на њу примјењује. Класичан примјер не-Њутонске течности је ублек (oobleck), који се може направити мијешањем једног дијела воде са два дијела кукурузног скроба. Ублек се понаша као течност све док га не изложите сили (рецимо тако што ћете га брзо притискати руком), када његов вискозитет расте све док у једном тренутку не постане готово чврста маса.

Ове не-Њутонске течности чине већину течне материје која се налази у нашем телу (крв, течност у зглобовима, очне јабучице, итд.), и мада нам се може учинити да би кроз њих било теже пливати, за роботе то у ствари представља предност. А ево и зашто...

Покретачи веома малих робота углавном су засновани на једноставним принципима кретања. То значи да се кретање одвија напријед-назад, за разлику кружног кретања код традиционалних мотора. У води (или ма ком другој Њутонској течности), тешко је с таквим покретачем добити робота који једноставно плива, зато што покрети напред-назад примјењују исту количину силе у оба правца, а робот се креће мало напријед- мало назад, увек изнова. Биолошки микроорганизми по правилу не користе такву врсту кретања да би се пробијали кроз течност, управо из тог разлога. Умјесто тога они се ослањају на неправилне покрете бичева и сићушних трепљи.

Међутим, ако имамо посла са не-Њутонском течношћу, ово правило (то је у ствари теорема позната као Scallop теорема) више није примјенљиво, што значи да би требало да је могуће да се за кретање кроз такво окружење користи покретач који ради на принципу напријед-назад. Истраживачи предвођени професором Пиром Фишером са Макс Планк института за интелигентне системе из Њемачке, дошли су до одговора како и у којој примјереној количини. Ријеч је о микроскопском роботу заснованом на облику шкољке.

Као што је речено, такви роботи су сјајни пливачи. Ову специфичну верзију покреће екстерно магнетно поље које, међутим, представља само извор енегије и не помјера робота кроз окружење, као што то бива са осталим микророботима. Такође, постоји низ других врста покретача који би могли бити употребљени, као на примјер пиезоелекрицитет, биметалне траке, специфичне легуре или полимери које покрећу свјетлост или топлота. Многа рјешења која теже оптимизацији могу такође бити реализована и допринијети да се шкољкасти микророботи оптимално крећу и да на најбољи начин користе морфологију своје површине, пише на сајту ПЛАНЕТА.

Истраживачи кажу да микро-шкољке у већој мјери представљају “општи приступ“ него што су намијењени неком специфичном задатку. Било би занимљиво видјети као се ова замисао даље развија, у нади да то води употреби у медицинске сврхе што би омогућило да у свом организму циљано поправљамо све што би икада могло да се “поквари“.

Извор: Планета