Dieser Roboter zu schlucken: Faltbare Droid Mägen könnte Flicken
Es gibt wahrscheinlich nicht viele Gelegenheiten, wenn Sie möchten einen kleinen Roboter schlucken würde. Aber was passiert, wenn ein einnehmbare Bot, um in Ihrem Körper, gezielt einen Fremdkörper oder Flicken eine interne Wunde vor Zersetzung ohne eine Spur zu arbeiten gestellt werden könnten?
Ein Team von Forschern des Massachusetts Institute of Technology hat eine neue, minimal-invasive Art biokompatibel und biologisch abbaubar Miniatur-Roboter zur Durchführung von Aufgaben im menschlichen Körper vorgeschlagen. Das Design der Bots ist Origami, die japanische Kunst des Papierfaltens inspiriert.
In erster Linie aus getrocknetem Schweinedarm (allgemein verwendet für Wursthüllen) gemacht, Aussehen der kleine Roboter ein Kreuz zwischen einer Raupe und einem Akkordeon. Ein kleiner Magnet durch ein tuneable äußeres Magnetfeld bewegt werden kann, sagte der Forscher. [Die 6 erstellt seltsamsten Roboter jemals]
Die Forscher haben bereits bewiesen, Origami-inspirierte Roboter in der Lage, Schwimmen, Klettern und tragen eine Last zweimal ihr Gewicht, sondern schaffen eine einnehmbare Gerät, die im Inneren einen Magen arbeiten kann ein ganzes neu vorgestellt Reihe von Herausforderungen, sagte Shuhei Miyashita, wer das MIT-Team gehörte, die den Roboter entwickelt aber ist jetzt Dozent intelligenter Robotik an der Universität York in Großbritannien.
"Das härteste Problem, das wir zu lösen hatten war, dass den Roboter in einer solchen unvorhersehbaren Umgebung arbeiten zu bekommen", sagte Miyashita Leben Wissenschaft. "Die Roboter-Design wurde neu erstellt, so dass es noch gehen kann, wenn auf den Kopf gekippt und die Veränderung der Anatomie Magen entsprechen kann."
Bau einer kleinen bot
Das Herzstück der Schichtstruktur des Roboters ist ein Material, das beim Erhitzen schrumpft. In diesem Fall sorgfältig platziert Schlitze geschnitten in die äußere Schicht Ursache zunächst flache Struktur in einer Reihe von Segmenten kastenartigen, Falten sagten die Forscher.
Dieses Design kann der Roboter auf so genannten "Stick-Slip" Bewegung, verlassen in dem Teile des Roboters halten Sie sich an einer Oberfläche durch Reibung bei bestimmten Bewegungen, aber dann rutschen gratis beim Vertrieb Gewichtsveränderungen wie der Roboter Körper beugt.
Aber weil dieser bestimmten Roboter in einer Flüssigkeit gefüllten Magen arbeiten soll, das Team neu gestaltet den Roboter um mehr wie eine Flosse zu sein, so dass es auch Schub durch schiebenden Wasser, effektiv ermöglicht die Maschine zum Schwimmen sowie kriechen.
"Es ist wirklich wichtig, solche kleinen Roboter ermöglichen sowohl Betätigung [oder Bewegung] zu sehen und biologischen Abbau," sagte Hongzhi Wang, Professor für Materialwissenschaften an der Donghua-Universität in China, die Werke selbst falten Origami-inspirierten Materialien war aber nicht mit der neuen Studie beteiligt. "Es hat große Einsatzmöglichkeiten zu medizinischer Versorgung."
Wie es funktioniert
In einem Papier, das auf der IEEE International Conference on Robotics and Automation, statt 16-21. Mai in Stockholm, Schweden, präsentiert wurde das Team vom MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory beschrieben, wie sie einen synthetischen Magen um das Gerät zu testen erstellt und entwickelt einen zweistufiger Prozess zur Entfernung von hypothetisch eine Uhrenbatterie, die verschluckt hatte. Die Wissenschaftler auch gezeigt, wie der Roboter die Wunde Flicken kann der Akku hinterlässt. [7 seltsame Dinge, die Leute haben geschluckt]
Ein 3D-gedruckten offener Querschnitt des Magens und der Speiseröhre war gesäumt von eine Silikon-Kautschuk-Form, die die Form und die physikalischen Eigenschaften des realen Magens abgestimmt. Die synthetischen Orgel war dann mit einer Flüssigkeit gefüllt, die die Eigenschaften der Magenflüssigkeit simuliert.
In der Studie wurde einer der Roboter aufgerollt und eingehüllt in eine Pille-Größe Kapsel des Eises. Sobald das Gerät den Magen erreicht, erstellt ein externes Array von Metall Spulen ein Magnetfeld, das interagiert mit der Roboter-Magnet und konnte abgestimmt werden, um die Kapsel Roll in Richtung der aufgenommenen Uhrenbatterie zu machen.
Der Magnet bewirkt, dass die Kapsel um sich an der Batterie befestigen und wenn der Roboter entfernt wieder rollt, es löst die Batterie aus der Magenschleimhaut. Der Roboter und die Batterie natürlich dann aus dem Magen-Darm-System übergeben werden, sagte der Forscher.
Ein zweiter Roboter wird dann auf die gleiche Weise aufgenommen, aber dieses Mal bleibt das Eis um zu schmelzen und der Roboter entfaltet. Das gleiche magnetische Array wird verwendet, um den Roboter an der Wundstelle führen umfasst die Roboter bevor es schließlich auflöst. Der Roboter Struktur beinhaltet auch eine Wasserlösliche Schicht imprägniert mit Medikamenten zur Unterstützung der Heilung, sagte der Wissenschaftler. Larry Howell, Professor für Maschinenbau an der Brigham Young University in Utah, der Werke über Origami inspiriert Mechanismen und Medizinprodukte, sagte, die neue Forschung markiert einen wertvolleren Schritt nach vorn bei der Schaffung von Robotern, die medizinischen Verfahren im Inneren des Körpers durchführen können.
"Die Idee der Einnahme des Roboters in einem Eis Kapsel für die ursprüngliche Lieferung und es biologisch abbaubar sein, so dass es danach zersetzt hat das Potenzial haben langfristige Auswirkungen im Vergleich zu einigen chirurgischen Alternativen reduziert", sagte Howell Leben Wissenschaft.
Miyashita, sagte, es könnte sein, dass mindestens sechs bis acht Jahre bevor diese Roboter die Klinik erreichen. Genauigkeit muss verbessert werden, sagte er und fügte hinzu, dass tierische und menschliche Prüfstand muss zuerst durchgeführt werden.
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