микро-роботы
Высокие технологии,  Наука,  Прогнозы

Что такое микро-роботы?

Микро-роботы — что это? Это обычные роботы, но маленькие?

Микро/нано-роботами называют миниатюрные объекты, состоящие из полезного груза и оболочки и управляемые благодаря внешним силам для выполнения определенных задач.

Микро-роботы значительно отличаются от своих великих братьев, что обусловлено их размерами и предназначением.

Микро-роботы обычно менее миллиметра и больше 1 микрометра. Если в сравнении, то масштаб этих крохотных сравним с толщиной человеческого волоса. Микро-роботами довольно часто называют устройства, превышающие стандартизированную шкалу и на самом деле относящиеся к мили- или мини-роботам, иногда потому, что эти разработки в перспективе должны уменьшиться.

Поэтому целью разработчиков построить функциональных нано-размерных роботов, которые будут меньше типичной бактерии. Нано-масштаб представлен объектами размером менее микрометра. Диаметр молекулы сахарозы равняется примерно 1 нанометру, спираль ДНК имеет в диаметре 2 нанометра, а вот размер вирусов от 20 до 300 нанометров.
То есть размер нано-робота настолько мал, что его не может разглядеть человеческий глаз, так что разработка таких устройств задача не из простых.

 Для чего их создают микро-роботов?

Такие работы могут быть полезны в экологических целях. Их уже активно тестируют для очистки загрязненных грунтов и сточных вод. Также ученые хотят использовать микромашины для исследования сред или для поиска выживших после землетрясения или другого катаклизма.
Предпринимаются попытки применить миниатюрных роботов для работ, которые из-за такого размера не могут выполнять обычные работы или люди. Таким образом можно было бы проводить осмотр техники на предмет повреждений и сразу ремонтировать их.

Из-за малого размера микро-роботы потенциально должны стать очень дешевыми. Крошечный размер, подвижность, управляемость, а также возможность добавления новых качеств делает эту технологию довольно перспективной, но для ее усовершенствования требуется время и больше исследований.

Больше опытов проводится в медицине, поэтому достижения медицинских роботов должны значительно улучшить эту сферу и качество жизни.
Миниатюризация роботизированных платформ приводит к усовершенствованию точности в области медицины. Микро- и нано-роботы разрабатываются для их использования в диагностике заболеваний в режиме реального времени, терапии, хирургии и медицинской визуализации.

Маленькие устройства могут использоваться для адресной доставки лекарства к поврежденным тканям и органам.
Такие работы могут научиться делать биопсию, забирая клетки для анализа, а также проводить манипуляции с отдельными клетками и применяться в малоинвазивной хирургии.

Как именно могут применять этих роботов в медицине?

Например, микро-роботы могут плавать в заданном направлении для молекулярной терапии, то есть прицельной доставки лекарства в необходимое место, не затрагивая остального организма. Это значительно снижает побочные эффекты с сохранением эффективности лечения. Возможно, в будущем пациенту с раком вместо химиотерапии будет предложена альтернатива в виде инъекции с нано-роботом, который будет искать раковые клетки и будет целесообразно уничтожать их, оставляя другие клетки нетронутыми, в отличие от традиционного лечения, которое убивает здоровые клетки.

Или же, благодаря микро-роботам предлагается в будущем лечить нейродегенеративные заболевания, ведь в поисках их терапии ученые сталкиваются с препятствием в виде гематоэнцефалического барьера, что защищая мозг, предотвращает проникновение большинства препаратов.
Поэтому микро-доставщики могли бы отправить стволовые клетки интраназальным путем (через нос) точно в цель, имеющую потенциал для эффективного лечения расстройств центральной нервной системы минимально инвазивным способом.

Как создают микро-роботов? И как они выглядят?

Микро-роботы могут быть очень разными. Их печатают на 3D-принтере, разрабатывают и производят с использованием фотолитографии, лазерной литографии, наноэлектроники и новейших биоматериалов, и они могут быть в виде биочипов. Наномашинами могут выступать биологические устройства: сперматозоиды, эритроциты, кишечные палочки, ДНК, вирусы, бактерии, водоросли или клетки лягушек (ксеноботы).

Форма устройств может варьироваться в зависимости от множества характеристик. От нее зависит то, как робот будет передвигаться, поэтому часто работам придают форму трубочек, сфер, конусов и спиралей. Но иногда работы имеют более интересные формы.

В недавнем исследовании химиотерапевтический препарат доставляли напечатанные на 3D-принтере из гидрогеля микро-роботы в виде краба, рыбы и бабочки. Гидрогель, использовавшийся исследователями, реагировал на pH, поэтому благодаря своей форме, когда микро-робот достигал раковых клеток в смоделированных условиях, рыба открывала рот, реагируя на кислую среду и выпускавшую лекарство.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.