X

Za vaš uređaj je
dostupna aplikacija

latinica  ћирилица
31/10/2016 |  09:05 | Izvor: RTRS

Robotičke mikro školjke koje plivaju kroz očne jabučice

Vještačka mikro školjka velika svega djelić milimetra može da pliva kroz biomedicinski važne tečnosti. Razvili su je istraživači u Maks Plank institutu za inteligentne sisteme, u Štutgartu, Njemačka.
Robotičke mikro školjke (Foto: ocdn.eu) -
Robotičke mikro školjke (Foto: ocdn.eu)

Projektovanje robota mikro i nano dimenzija (dovoljno sitnih da mogu da se kreću unutar ljudskog tijela) bazira se na jednostavnosti. Tu prosto nema mjesta za složene motore i radne sisteme. Јedva da ima prostora za ma kakvu elektroniku, da ne pominjemo baterije, tako da ovi roboti, koji mogu da plivaju unutar krvotoka ili u očnim jabučicama, često pokreću magnetna polja, piše sajt PLANETA.

Međutim, magnetna polja se formiraju oko svega i svačega što je slučajno namagnetisano; stoga su, u principu, najbolja za kontrolisanje samo jednog jedinog mikrorobota u isto vrijeme. U idealnim uslovima, moguće su ekipe mikrorobota koji mogu samostalno da plivaju. Robotičke mikro-školjke, najavljene u časopisu Nature Communications, mogle bi da budu pravi odgovor.

Kada je riječ o kretanju robotičkih mikro-plivača, prije svega je važno razumijevanje načina na koji tečnosti (naročito biološke tečnosti) funkcionišu. Krv se ne ponaša kao voda pošto predstavlja ono što se naziva ne-Njutonskom tečnošću. To znači da se krv drugačije ponaša (mijenja viskozitet, postaje gušća ili tanja) u zavisnosti od toga koliko se sile na nju primjenjuje. Klasičan primjer ne-Njutonske tečnosti je ublek (oobleck), koji se može napraviti miješanjem jednog dijela vode sa dva dijela kukuruznog skroba. Ublek se ponaša kao tečnost sve dok ga ne izložite sili (recimo tako što ćete ga brzo pritiskati rukom), kada njegov viskozitet raste sve dok u jednom trenutku ne postane gotovo čvrsta masa.

Ove ne-Njutonske tečnosti čine većinu tečne materije koja se nalazi u našem telu (krv, tečnost u zglobovima, očne jabučice, itd.), i mada nam se može učiniti da bi kroz njih bilo teže plivati, za robote to u stvari predstavlja prednost. A evo i zašto...

Pokretači veoma malih robota uglavnom su zasnovani na jednostavnim principima kretanja. To znači da se kretanje odvija naprijed-nazad, za razliku kružnog kretanja kod tradicionalnih motora. U vodi (ili ma kom drugoj Njutonskoj tečnosti), teško je s takvim pokretačem dobiti robota koji jednostavno pliva, zato što pokreti napred-nazad primjenjuju istu količinu sile u oba pravca, a robot se kreće malo naprijed- malo nazad, uvek iznova. Biološki mikroorganizmi po pravilu ne koriste takvu vrstu kretanja da bi se probijali kroz tečnost, upravo iz tog razloga. Umjesto toga oni se oslanjaju na nepravilne pokrete bičeva i sićušnih treplji.

Međutim, ako imamo posla sa ne-Njutonskom tečnošću, ovo pravilo (to je u stvari teorema poznata kao Scallop teorema) više nije primjenljivo, što znači da bi trebalo da je moguće da se za kretanje kroz takvo okruženje koristi pokretač koji radi na principu naprijed-nazad. Istraživači predvođeni profesorom Pirom Fišerom sa Maks Plank instituta za inteligentne sisteme iz Njemačke, došli su do odgovora kako i u kojoj primjerenoj količini. Riječ je o mikroskopskom robotu zasnovanom na obliku školjke.

Kao što je rečeno, takvi roboti su sjajni plivači. Ovu specifičnu verziju pokreće eksterno magnetno polje koje, međutim, predstavlja samo izvor enegije i ne pomjera robota kroz okruženje, kao što to biva sa ostalim mikrorobotima. Takođe, postoji niz drugih vrsta pokretača koji bi mogli biti upotrebljeni, kao na primjer piezoelekricitet, bimetalne trake, specifične legure ili polimeri koje pokreću svjetlost ili toplota. Mnoga rješenja koja teže optimizaciji mogu takođe biti realizovana i doprinijeti da se školjkasti mikroroboti optimalno kreću i da na najbolji način koriste morfologiju svoje površine, piše na sajtu PLANETA.

Istraživači kažu da mikro-školjke u većoj mjeri predstavljaju “opšti pristup“ nego što su namijenjeni nekom specifičnom zadatku. Bilo bi zanimljivo vidjeti kao se ova zamisao dalje razvija, u nadi da to vodi upotrebi u medicinske svrhe što bi omogućilo da u svom organizmu ciljano popravljamo sve što bi ikada moglo da se “pokvari“.

Izvor: Planeta