[ad_1]

در یک مطالعه مشترک به رهبری دانشمندی از دانشگاه سیتی هنگ کنگ (CityU) یک روش آسان برای تولید میلی ربات ها با پوشاندن اشیا با اسپری مغناطیسی ، مشابه چسب ، ایجاد شد. اجسام پوشش داده شده توسط میدان مغناطیسی هدایت می شوند ، می توانند روی سطوح مختلف بخزند ، راه بروند یا غلت بزنند. از آنجا که پوشش مغناطیسی زیست سازگار است و در صورت لزوم می تواند به پودر تجزیه شود ، این فناوری پتانسیل کاربردهای پزشکی ، از جمله ناوبری کاتتر و تحویل دارو را نشان می دهد.

تیم تحقیق توسط دکتر شن یاجینگ ، دانشیار گروه مهندسی پزشکی پزشکی (BME) در CityU با همکاری موسسه فناوری مدرن شنژن (SIAT) ، آکادمی علوم چین (CAS) هدایت می شود. یافته های این مطالعه در مجله علمی منتشر شد رباتیک علمیبا عنوان “اسپری مغناطیسی آگلوتینات ، اشیاimate بی جان را برای کاربردهای پزشکی ، به هزارتنگ تبدیل می کند.”

تبدیل اشیا به هزار ربات با “پوشش مغناطیسی”

دانشمندان در حال تولید هزار ربات یا ربات با حشرات هستند که می توانند خود را با محیط های مختلف تحقیقاتی و کاربردهای زیست پزشکی سازگار کنند.

تیم تحقیقاتی دکتر شن با پوشش اشیا with با اسپری مغناطیسی شبیه چسب ترکیبی موسوم به اسپری M ، رویکرد ساده ای در ساخت میلی ربات ها داشتند. ایده ما این است که با پوشیدن این “کت مغناطیسی” ، ما می توانیم هر جسمی را به یک ربات تبدیل کرده و حرکت آنها را کنترل کنیم. اسپری M تولید شده توسط ما می تواند به جسم مورد نظر بچسبد و در صورت تغذیه با آن “فعال” شود. میدان مغناطیسی “، دکتر شن توضیح داد.

اسپری M که از پلی وینیل الکل (PVA) ، گلوتن و ذرات آهن تشکیل شده است ، می تواند به سطوح ناهموار و صاف یک (1D) ، 2 (2D) یا سه بعدی (3D) اجسام بلافاصله ، پایدار و پایدار بچسبد. ضخامت فیلمی که روی سطح تشکیل می شود حدود 0.1 تا 0.25 میلی متر است که به اندازه کافی نازک است تا اندازه ، شکل و ساختار اصلی اشیا را حفظ کند.

محققان پس از پوشاندن جسم با اسپری M ، آنرا با جهتهای مغناطیسی منفرد یا چندگانه مغناطیسی می کنند که می تواند نحوه حرکت جسم از یک میدان مغناطیسی را کنترل کند. سپس حرارت را به جسم می زنند تا زمانی که پوشش سفت شود.

به این ترتیب ، هنگامی که توسط یک میدان مغناطیسی کنترل می شود ، می توان اجسام را به میلی بوت با حالت های مختلف حرکت تبدیل کرد ، مانند خزیدن ، چرخش ، راه رفتن و غلتیدن روی سطوح مختلف از شیشه ، چرم ، چوب تا شن. این تیم با تبدیل نخ پنبه ای (1D) ، اریگامی (صفحه تخت 2 بعدی) ، فیلم پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) (سطح 2D منحنی / سطح نرم) و لوله پلاستیکی (شی object گرد 3D) به یک ربات خزنده نرم ، ربات پیاده روی چند منظوره این ویژگی را نشان دادند. ربات و به ترتیب ربات نورد.

در صورت درخواست تغییر حالت رانندگی ، برنامه ریزی مجدد کنید

آنچه این روش را خاص می کند این است که تیم می تواند در صورت تقاضا ، حالت millirobot را دوباره برنامه ریزی کند.

آقای یانگ شیونگ، نویسنده این مقاله ، توضیح داد که به طور معمول ، ساختار اصلی یک ربات معمولاً پس از ساخت ثابت می شود ، بنابراین انعطاف پذیری آن را در حرکت محدود می کند. با مرطوب کردن پوشش اسپری M کاملاً چسبناک و سپس با اعمال یک میدان مغناطیسی قوی ، می توان جهت توزیع و تراز بندی ذرات مغناطیسی (محور برای مغناطش آسان) پوشش اسپری M را تغییر داد. .

آزمایشات آنها نشان داد که همان میلی ربات می تواند بین حالتهای مختلف حرکت ، مانند حرکت سریع تر کاترپیلار سه بعدی در یک محیط وسیع ، به کندی حرکت کنسرتینای 2D از طریق شکاف باریک تغییر کند.

قابلیت پیمایش و تجزیه اموال

این تابع ماشه قابل برنامه ریزی مجدد نیز به مرور به مقصدهای مفید است. برای بررسی پتانسیل در کاربردهای پزشکی ، تیم آزمایشاتی را با یک کاتتر انجام دادند ، که به طور گسترده ای برای قرار دادن در بدن برای درمان بیماری یا انجام اقدامات جراحی استفاده می شود. آنها نشان دادند که کاتتر پوشش داده شده با اسپری M می تواند چرخش های تیز یا صاف ایجاد کند. و تأثیر جریان خون / مایعات بر روی تحرک و پایداری کاتتر پوشش داده شده با اسپری محدود بود.

با برنامه ریزی مجدد پوشش اسپری M بخشهای مختلف نخ پنبه ای بر اساس وظیفه تحویل و محیط ، آنها همچنین نشان دادند که می تواند به کنترل سریع دست یابد و از یک ساختار باریک و نامنظم عبور کند. دکتر شن اشاره کرد که از نظر کاربرد بالینی ، این می تواند از غوطه وری غیر منتظره در دیواره گلو در هنگام قرار دادن جلوگیری کند. وی گفت: “برنامه ریزی مجدد مبتنی بر وظیفه ، نویدبخش احتمال خوبی برای دستکاری سوند در مری ، عروق و مجرای ادرار پیچیده است ، جایی که همیشه به ناوبری نیاز است.

ویژگی مهم دیگر این فناوری این است که می توان با استفاده از یک میدان مغناطیسی ، پوشش اسپری M را در صورت تقاضا به پودر تقسیم کرد. دکتر شن با تأکید بر عوارض تجزیه اسپری M بسیار ناچیز گفت: “تمام مواد اولیه اسپری M ، یعنی PVA ​​، گلوتن و ذرات آهن ، سازگار زیست محیطی هستند. پوشش از هم پاشیده شده می تواند جذب و یا از بدن انسان جدا شود.” .

تحویل موفقیت آمیز دارو در معده خرگوش

برای بررسی بیشتر امکان سنجی و اثربخشی اسپری M با استفاده از داروی فعال شده millirobot ، این تیم یک آزمایش in vivo با خرگوش و یک کپسول پوشش داده شده با اسپری M انجام داد. در طی فرآیند تولد ، خرگوش ها بیهوش شده و موقعیت کپسول در معده با تصویربرداری رادیولوژی کنترل می شود. هنگامی که کپسول به منطقه مورد نظر رسید ، محققان با استفاده از یک میدان مغناطیسی نوسانی ، پوشش را از هم پاشیدند. دکتر شن افزود: “خاصیت تجزیه کنترل شده اسپری M باعث می شود دارو به جای پخش شدن در بدن ، در یک محل هدف آزاد شود.”

اگرچه پوشش اسپری M پس از حدود هشت دقیقه در یک محیط کاملاً اسیدی از هم پاشیده می شود (سطح pH 1) ، تیم تحقیق نشان داد که یک لایه PVA اضافی روی سطح پوشش اسپری M می تواند آن را به حدود 15 دقیقه گسترش دهد. و اگر ذرات آهن را با ذرات نیکل جایگزین کنید ، پوشش می تواند در یک محیط کاملاً اسیدی حتی بعد از 30 دقیقه پایدار بماند.

“نتایج آزمایش ما نشان داد که می توان رباتهای مختلف اسپری M را ساخت ، که با محیط های مختلف ، شرایط سطح و موانع سازگار است. امیدواریم که این استراتژی ساخت و ساز بتواند به توسعه و استفاده از ربات های هزارتایی در زمینه های مختلف کمک کند ، مانند حمل و نقل فعال ، حسگر تلفن همراه و دستگاه ها ، به ویژه برای کارهای محدود فضایی ، “گفت: دکتر شن.

این مطالعه توسط بنیاد ملی علوم چین و شورای کمک های علمی در هنگ کنگ پشتیبانی شد.

[ad_2]

منبع: hobobat-news.ir