Mówi: | prof. Carmel Majidi |
Funkcja: | profesor inżynierii mechanicznej |
Firma: | Carnegie Mellon University, Sun Yat-Sen University |
Zmiennokształtne roboty mogą zrewolucjonizować medycynę. Pojawią się nowe możliwości małoinwazyjnych metod leczenia
Naukowcy z Carnegie Mellon University w Pittsburghu opracowali metalowego robota, zdolnego do przechodzenia z fazy stałej w ciekłą pod wpływem temperatury. Takie urządzenie może zrewolucjonizować wiele obszarów medycyny. Robot szybko dotrze do chorych miejsc i zaaplikuje tam lek lub skutecznie i nieinwazyjnie usunie ciała obce. Naukowcy badają teraz bezpieczeństwo kontaktu zastosowanych w robocie materiałów z komórkami ludzkiego organizmu. Urządzenie może się sprawdzić również poza medycyną – na przykład w naprawianiu trudno dostępnych podzespołów w urządzeniach elektronicznych.
– Rośnie zapotrzebowanie na małoinwazyjne zabiegi chirurgiczne i diagnostykę medyczną z wykorzystaniem miękkich materiałów, które mogą zmieniać kształt, które można łatwo formować i zmieniać ich sztywność. Nasze badania opierają się na wieloletniej pracy nie tylko moich współpracowników z Chin, ale badaczy z całego świata, zajmujących się opracowaniem reagujących na pole magnetyczne miękkich układów o niewielkich rozmiarach mających zastosowanie w medycynie – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje Carmel Majidi, profesor inżynierii mechanicznej w Carnegie Mellon University i Sun Yat-sen University.
Stworzony przez naukowców zmiennokształtny robot powstał z inspiracji organizmami strzykw, morskich bezkręgowców, które potrafią zmieniać sztywność swojego ciała – z twardego na bardzo miękki i wiotki. Innowacyjne urządzenie jest wykonane z galu, który topnieje w niskiej temperaturze, i mikrocząsteczek magnetycznych. Można je wykorzystać w medycynie, zwłaszcza do usuwania ciał obcych na przykład z żołądka, czy podawania leków bezpośrednio do miejsca wchłaniania lub do miejsca zmienionego chorobowo.
– Można sobie wyobrazić także inne zastosowania, takie jak przeprowadzanie biopsji czy badań diagnostycznych – wymienia prof. Carmel Majidi.
Gal topnieje w temperaturze 29,8 st. Celsjusza. W kontakcie z ciepłotą ludzkiego ciała będzie więc łatwo przechodził w fazę ciekłą. Cząsteczki magnetyczne mają za zadanie sprawić, aby zmianą kształtu urządzenia można było sterować za pomocą pola magnetycznego. Można zastosować do tego magnes stały lub elektromagnes, który wysyła fale magnetyczne do substancji, wpływając na jej kształt i ruch. Stworzony przez badaczy robot może się poruszać z prędkością około 15 cm/s, a w fazie stałej przenosić ciężary o masie nawet 30-krotnie większej niż własna. Testowany w modelu żołądka robot, będąc w fazie ciekłej, owijał się wokół ciała obcego, po czym bezpiecznie wyprowadzał je poza narząd. W odwrotnym procesie urządzenie dostarczało ładunek, co obrazuje potencjał związany z dostarczaniem leku.
– Moja grupa badawcza obecnie zajmuje się bezpieczeństwem i biozgodnością tych materiałów z tkankami ludzkimi. Proponujemy ich wykorzystanie w medycynie, ale najpierw musimy potwierdzić, że nie będą one reagować z tkankami w sposób niebezpieczny lub niekorzystny. Trzeba je przebadać pod kątem toksyczności i wpływu na śmierć komórek – zastrzega ekspert.
Zmiennokształtne roboty mogą być przydatne również jako narzędzia inżynieryjne. Naukowcy zademonstrowali między innymi, jak płynna postać robota może stać się uniwersalną śrubą do zastosowania w trudno dostępnych miejscach. Działa ona, wpływając do gniazda śruby, a następnie w niej krzepnąc. Urządzenia takie jak to opracowane przez zespół profesora Majidi będzie można sklasyfikować jako segment rynku robotyki miękkiej. Ten, według Allied Market Resarch, w 2019 roku osiągnął obroty w wysokości niemal 600 mln dol. Do 2027 roku jego wartość wzrośnie do 3,41 mld dol.
– Istnieje jeszcze jeden niezwykle interesujący obszar zastosowania tych materiałów – w miękkich, rozciągliwych, odpornych na uszkodzenia i samonaprawialnych urządzeniach elektronicznych. Ponieważ elektronika i komputery stają się coraz powszechniejsze w codziennym życiu, idzie za tym coraz większe zapotrzebowanie na urządzenia elektroniczne o wytrzymałości podobnej do tkanek nerwowych i skóry. Materiały te powinny być nie tylko miękkie i zmiennokształtne, dobrze tolerowane przez organizm i sprawdzać się w styczności z innymi przedmiotami, ale także mieć zdolność regeneracji w przypadku uszkodzenia – wskazuje naukowiec.
Czytaj także
- 2024-10-17: Sztuczna inteligencja coraz mocniej wchodzi w medycynę. Potrzebna wielka baza danych pacjentów
- 2024-10-25: Ruch robotów coraz bardziej podobny do człowieka i zwierząt. Sztuczne mięśnie mogą zmienić sposób ich projektowania
- 2024-10-31: Medycyna stylu życia zyskuje na znaczeniu. Może zapobiegać przewlekłym chorobom serca i nowotworom
- 2024-10-01: Pozytywne doświadczenia w podróży mogą poprawić kondycję fizyczną i psychiczną. Naukowcy zbadali to za pomocą teorii fizyki
- 2024-09-18: Część kosmetyków może być groźna dla kobiet w ciąży. Zwiększają ryzyko nadciśnienia
- 2024-11-04: M. Klajda (Miss Polonia 2024): Medycyna estetyczna to forma leczenia kompleksów. Każdy powinien sam zadecydować o ingerencji w swój wygląd
- 2024-08-30: Branża logistyki coraz bardziej zautomatyzowana. Rozładunkiem towaru zajmują się autonomiczne wózki, a inwentaryzacją roboty stukrotnie szybsze niż człowiek
- 2024-07-29: Załogi Lotniczego Pogotowia Ratunkowego ćwiczą techniki zabiegowe ratujące życie pacjentów. W centrum szkoleniowym odwzorowywane są najcięższe przypadki
- 2024-06-25: Grupa LUX MED szuka medycznych innowatorów. Najlepsi mogą liczyć na potężny zastrzyk finansowania
- 2024-05-14: Wykorzystanie technologii znacznie skraca prace nad nowymi lekami. Sektor biotechnologiczny nadrabia zaległości i mocno inwestuje w innowacje
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Prawo
Trwają prace nad ostatecznym kształtem ustawy o związkach partnerskich. Kluczowe są kwestie tzw. małej pieczy
– Trwają rozmowy nad wypracowaniem konsensusu, który pozwoli na poparcie ustawy o związkach partnerskich przez większość sejmową – mówi ministra ds. równości Katarzyna Kotula. Jak podkreśla, rządowy projekt jest minimum, ale dlatego trzeba go wykorzystać do maksimum, by zabezpieczyć partnerów i dzieci wychowujące się w takich rodzinach. Szczególnie ważna jest kwestia tzw. małej pieczy. W toku konsultacji publicznych i międzyresortowych wpłynęło kilkaset stron uwag i kilka tysięcy maili.
Handel
Lekarze apelują o uregulowanie rynku saszetek z nikotyną. Na ich szkodliwe działanie narażona jest głównie młodzież
Saszetki z nikotyną są dostępne na rynku od kilku lat, ale nadal nie ma żadnych unijnych ani krajowych regulacji dotyczących ich oznakowania, reklamy czy sprzedaży. To powoduje, że tzw. pouches są bardzo łatwo dostępne, bez większych problemów można je kupić nawet przez internet, co przekłada się na ich rosnącą popularność, także wśród dzieci i młodzieży. Eksperci apelują o pilne uregulowanie tego rynku.
Problemy społeczne
Dane satelitarne będą częściej pomagać w walce z żywiołami w Polsce. Nowy system testowany był w czasie wrześniowej powodzi
Światowa Organizacja Meteorologiczna podaje, że w ciągu ostatnich 50 lat pięciokrotnie zwiększyła się liczba katastrof naturalnych na świecie. Jednocześnie nowe możliwości w zakresie wczesnego ostrzegania i zarządzania kryzysowego pozwoliły ograniczyć liczbę ofiar trzykrotnie. Coraz częściej pomagają w tym dane satelitarne, czego przykładem było wykorzystanie nowego systemu Poland’s Civil Security Hub w trakcie wrześniowej powodzi na południowym zachodzie kraju.
Partner serwisu
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.