Son yıllarda bilim insanları insan vücudunda ilerleyen mikro robotlar yaparak çeşitli hastalıkları tedavi etmeyi amaçlıyor. İstenilen bölgelere ilaç taşıyarak , özel operasyonlar yapabilecek bu robotlar sayesinde damar tıkanıklığı gibi operasyonlar için tasarlanıyor. Böylece kompleks ve invazif cerrahi operasyonlar yerlerini ilaç tedavisi gibi tedavilere bırakabilir. École polytechnique fédérale de Lausanne’ndan (Lozan Ekol Politeknik Federal Üniversitesi) Dr. Selman Sakar , Hen-Wei Huang ve Bradley Nelson’ndan oluşan ekip , gelişmiş özelliklerle donatılmış doğadan ilham alan robotlar yapmak için basit ve çok yönlü bir metot geliştirdi.
Ayrıca birkaç robot tasarımı ve farklı lokomosyon modları üzerinde çalışmak için bir platform yarattılar. Kompleks yeniden konfigüre edilebilen mikrorobotlar üreterek yüksek iş hacmi sağladılar. Entegre bir manipülasyon platformu inşa ederek, robotlara elektromanyetik alan uygulayarak, ısı yoluyla onların şeklini değiştirerek hareket etmesini sağlıyor.
Bakteri Gibi Görünen ve Hareket Eden Robotlar
Diğer robotların aksine bu robotlar yumuşak,esnek ve motorsuzlar. Biyouyumlu hidrojel ve manyetik nanoparçacıklardan yapılıyorlar. Bu nanoparçacıkların iki fonksiyonu var. Bu parçacıklar üretim esnasında mikrorobotlara şekil verirken, ikinci olarak elektromanyetik alan uygulandığında hareket etmelerini ve yüzmelerini sağlıyor.
Bu mikrorobotların üretimi birkaç basamakta gerçekleşiyor. Birinci olarak nanoparçacıklar biyouyumlu hidrojelin tabakalarının içine yerleştiriliyor. Sonrasında ise elektromanyetik alan uygulanarak robotun farklı parçacıklarındaki nanoparçacıklar organize oluyor. Sonrasında polimerizasyon aşamasında hidrojel olarak katılaşıyor. Bundan sonra ise robot suya konarak nanoparçacıkların oryantasyonuna bağlı olarak spesifik şekillerde katlanıyor ve son olarak bu mikrorobotun 3D formu oluşuyor.
Bir kez son şekle geldiğinde, elektromanyetik alan uygulanan robot yüzüyor. Isındığında robot geri katlanarak şeklini değiştiriyor. Bu robot uyku hastalığına(African trypanosomiasis) neden olan bakterinin hareketlerini taklit ediyor.
Bu bakteriler itiş için flagellum (kamçı) kullanıyor, fakat kan akışına karıştığında hayatta kalmak için kamçısını gizler. Araştırmacılar farklı mikrorobot tasarımlarını test ederek bu davranışı taklit etmeye çalıştı. Bu çalışmada sunulan prototip aynı bakteri gibi kamçıya sahip ve bu sayede yüzebiliyor. Lazerle ısıtıldığında ise kamçı robotun etrafına katlanarak saklanıyor.
Bakterilerin nasıl hareket ettiğini daha iyi anlamak
“Bakterinin hem vücudunun, hem de kamçısının hareket için önemli bir rol oynadığını gösterdik. Yeni üretim metodumuz bize bir dizi şekilleri ve kombinasyonları test etme imkanı verdi.Böylece verilen görev için en iyi hareket kabiliyetini elde edebildik. Araştırmamız bakterinin insan vücudunda nasıl hareket ettiğini ve mikroçevreye nasıl adapte olduğunu anlamada değerli bir kavrayış sağlıyor, “diyor Dr. Sakar.
Bugün mikrorobotlar halen geliştiriliyor. Dr. Selman Sakar , halen hesaba katılması gereken bir çok faktör olduğunu belirtiyor. Özellikle mikrorobotların hastalar için yan etkiler oluşturmaması gerekiyor.
Dipnot: Dr. Selman Sakar 2005’de Boğaziçi Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği’nden mezun olmuş, yurtdışında prestijli üniversitelerde çalışmalarını yürütmüş bir bilim insanıdır. Kendisi ve çalışma arkadaşlarını bu başarılı çalışmasından dolayı tebrik ederiz.
Kaynak: http://actu.epfl.ch/news/new-remote-controlled-microrobots-for-medical-oper/
Referans :
1. Hen-Wei Huang, Mahmut Selman Sakar, Andrew J. Petruska, Salvador Pané, Bradley J. Nelson. Soft micromachines with programmable motility and morphology. Nature Communications, 2016; 7: 12263 DOI:10.1038/ncomms12263
