तीन मेडिकल रोबोट इंसानों की तरह मुलायम

मानव शरीर के अंदरूनी हिस्से ज्यादातर निंदनीय हैं (हां, यह एक तकनीकी शब्द है), और हमारे नरम आंतरिक हमेशा उन में कठोर वस्तुओं की नियुक्ति के साथ सामना नहीं करते हैं। तीव्र कोने अंगों और रक्त वाहिकाओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं, और शरीर की रक्षा प्रणाली स्कार टिशू के साथ विदेशी वस्तु को घेर सकती है और इसे सौंपे गए कार्य को पूरा करने से रोक सकती है। शोधकर्ता नरम रोबोट के निर्माण पर काम कर रहे हैं जिसे शरीर अधिक आसानी से स्वीकार करेगा, जो सुरक्षा से समझौता किए बिना मशीनों को ऊतक के साथ निकटता से बातचीत करने की अनुमति देगा।

प्रस्तुत तीन प्रयोगात्मक रोबोट अलग-अलग उद्देश्यों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं - उनमें से दो प्रत्यारोपण हैं, और तीसरा सर्जन के लिए एक संभावित उपकरण है। लेकिन वे सभी हमें अधिक नाजुक तरह के रोबोट दिखाते हैं, जो नई सामग्री और लचीले एक्ट्यूएटर्स के लिए धन्यवाद के रूप में दिखाई देते हैं।

दिल को गले लगाना

दुनिया भर में 41 मिलियन लोगों के स्तनों में, असफल दिल धीरे-धीरे प्रभावशीलता खो रहे हैं, रक्त पंप करने के महत्वपूर्ण कार्य को पूरा करते हैं। हृदय की विफलता वाले कुछ रोगी प्रत्यारोपण प्रतीक्षा सूची में हैं, जबकि अन्य में धातु पंप, वेंट्रिकुलर सहायता उपकरण ( वीएडी ) हैं। लेकिन वीएडी की उपस्थिति से रक्त के थक्कों का खतरा बढ़ जाता है जो तब दिखाई देते हैं जब द्रव धातु या प्लास्टिक की सतहों के साथ बहता है।

एक बेहतर पंप की खोज में, शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक सिलिकॉन आस्तीन का उत्पादन किया जो दिल को बाहर से गले लगाता है, रक्तप्रवाह को एक रोबोट के संपर्क से बचाता है जो तालबद्ध रूप से दिल को संकुचित करता है। आस्तीन का डिज़ाइन हृदय की मांसपेशियों की संरचना से प्रेरित था। इसकी आंतरिक परत संकेंद्रित छल्लों का उपयोग कर संकुचित होती है, और बाहरी एक सर्पिल की तरह होती है। विकास के प्रारंभिक चरण में, डिवाइस 14 वायवीय एक्ट्यूएटर्स (एक संकेंद्रित परत में 6, एक सर्पिल में 8) का उपयोग करता है जो वायु पंप से अलग से संचालित होता है - यह प्रयोगकर्ताओं को विभिन्न संपीड़न मोड की जांच करने की अनुमति देता है। जीवित सूअरों के साथ एक प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि डिवाइस दिल की प्राकृतिक लय को पहचान सकता है और मेल कर सकता है, यहां तक ​​कि एक लय भी सेट करता है जो अविश्वसनीय संकुचन को सही करता है।

नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ आयरलैंड के पोस्टडॉक के सह-लेखक हेलेन रोशे के अनुसार, सॉफ्ट रोबोट न केवल एक असफल शरीर का समर्थन करने में सक्षम हैं। सितंबर में, वह एमआईटी में स्थानांतरित हो जाएगी और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में वरिष्ठ व्याख्याता के रूप में काम शुरू करेगी। "अंग के प्राकृतिक गुणों की नकल करके, आप बेहतर तरीके से इसकी मदद करने में सक्षम हो सकते हैं - और हो सकता है कि आप इसे फिर से बसाने या कार्यों को बहाल करने में मदद कर सकें," वह कहती हैं। "यदि आप बस इसके सभी कार्यों को लेते हैं, तो वह बेहतर महसूस नहीं कर सकता है।"

दवाई खाना

जब स्विस क्रोनोमीटर के बारे में सोचते हैं, तो "नरम" और "निंदनीय" जैसे विशेषणों को पहले ध्यान में आने की संभावना नहीं है, इसलिए कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अपने रचनात्मक दृष्टिकोण के लिए शीर्ष पांच प्राप्त किया। सॉफ्ट हाइड्रोजेल में माल्टीज़ क्लॉक मैकेनिज्म को फिर से तैयार करने के बाद, उन्होंने एक बायोकम्पैटिबल रोबोट बनाया जो समय और शरीर के अंदर दवा की खुराक को जारी कर सकता है।



कोलंबिया विश्वविद्यालय में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के एक प्रोफेसर सैमुअल सिया ने एक साधारण हाइड्रोजेल गियर के साथ घड़ी पर आधारित एक बायोबॉट बनाया, जिसमें लोहे के नैनोकण लगे होते हैं। यह शोधकर्ताओं को बाहरी चुंबक के साथ इसे घुमाने की अनुमति देता है। प्रत्येक बाद के क्लिक से एक खोखला कक्ष खुल जाता है जो द्रव की एक खुराक जारी करने में सक्षम होता है। सिया का सुझाव है कि कैंसर के उपचार में, इस तरह के प्रत्यारोपण दवा के विषाक्त प्रभाव के शरीर के बाकी हिस्सों से छुटकारा पाने के लिए कीमोथेरेपी दवाओं की स्थानीय डिलीवरी प्रदान कर सकते हैं। हड्डी के कैंसर के साथ चूहों पर डिवाइस का परीक्षण करने के बाद, उन्होंने पाया कि बायोबोट द्वारा वितरित दवाओं ने अधिक ट्यूमर कोशिकाओं को मार डाला और शरीर के बाकी की कोशिकाओं को ठेठ कीमोथेरेपी प्रणालियों की तुलना में अधिक कोशिकाओं को बख्शा। इसके अलावा, बाहरी नियंत्रण कक्ष की उपस्थिति के कारण, डॉक्टर के अनुरोध पर खुराक निर्धारित की जा सकती है।

सबसे कठिन भाग को सही सामग्री मिल रही थी, सिया कहती है, बहुत नरम नहीं, बहुत कठिन नहीं। "मैं हाइड्रोजेल के सुखद गुणों को नहीं खोना चाहता, लेकिन अगर सामग्री जेलीफ़िश की तरह संकुचित होती है, तो आप रोबोट को इससे बाहर नहीं निकालेंगे," वे कहते हैं। "यह एक छोटे प्रत्यारोपण मशीन की तरह काम करने के लिए पर्याप्त मजबूत होना चाहिए।"

धीरे से हथियाना

आधुनिक सर्जन आपके आंतरिक अंगों के साथ काम करने के लिए कई अलग-अलग उपकरणों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, एक उपकरण का उपयोग वसा की परत को दूर करने के लिए किया जा सकता है, दूसरा - गुर्दे पर एक ट्यूमर को काटने के लिए। सर्जन नाजुक मांस से अनावश्यक नुकसान से बचने की कोशिश करते हैं, और उनके लिए यह आसान हो सकता है कि वे Xuanhe झाओ से नरम साधनों का उपयोग करके इसे प्राप्त करें।



Zhao, MIT के एक एसोसिएट प्रोफेसर, विभिन्न प्रकार के तंत्रों में माहिर हैं, और उन्होंने कई रोबोट हाइड्रोजेल डिवाइस विकसित किए हैं , जिनमें से प्रत्येक को खोखले क्यूब्स को इंटरलेक्ट किया गया है। डिवाइस को सक्रिय करने के लिए, सिरिंज अलग-अलग तरीकों से रोबोट में पानी डालता है, जिससे कि रोबोट सीधा या मुड़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तेज और मजबूत चालें होती हैं। ऐसा ही एक रोबोट, जो पाँच-ऊँगलियों वाला हाथ था, एक फ्लोटिंग सुनहरी मछली पकड़कर अपनी कला का प्रदर्शन करता था, और फिर उसे नुकसान पहुँचाए बिना रिलीज़ करता था। झाओ की टीम हाइड्रोजेल "हाथ" बनाने के लिए चिकित्सा शोधकर्ताओं के साथ काम कर रही है जो रोबोट सर्जरी के दौरान अंगों को पकड़ सकते हैं।

इस तकनीक का एक अन्य अनुप्रयोग आंत के चारों ओर घूमने वाला एक रोबोट हो सकता है और इसे क्रमिक रूप से संकुचित करके, पेरिस्टलसिस की लहर जैसी गतिविधियों की नकल करते हुए, पाचन तंत्र के साथ भोजन को बढ़ावा देता है। ऐसा लगता है कि कल के सॉफ्ट रोबोट शरीर के अंदर कुछ भी पकड़ सकते हैं।