Newsy

Zmiennokształtne roboty mogą zrewolucjonizować medycynę. Pojawią się nowe możliwości małoinwazyjnych metod leczenia

2023-02-23  |  06:25
Mówi:prof. Carmel Majidi
Funkcja:profesor inżynierii mechanicznej
Firma:Carnegie Mellon University, Sun Yat-Sen University
  • MP4
  • 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

    Kalendarium

    Więcej ważnych informacji

    Forum Sektora Kosmicznego 4 czerwca 2024

    European Financial Congress 2024

    Jedynka Newserii

    Jedynka Newserii

    Handel

    Poprawia się jakość obsługi klientów. Konsumenci najlepiej oceniają branżę turystyczną

    Po trzech latach spadków, spowodowanych m.in. pandemią i zaburzeniami w łańcuchach dostaw, poziom satysfakcji polskich konsumentów z jakości obsługi odnotował w końcu nagły wzrost, osiągając rekordowy wynik 79,1 proc. – wynika z cyklicznego badania realizowanego przez Polski Program Jakości Obsługi. Poprawę zanotowało aż 14 z 18 badanych branż, ale najlepsze oceny zebrała turystyka, czyli biura podróży, hotele, pensjonaty i linie lotnicze. Z drugiej strony niespodzianką okazał się mocny spadek dotychczasowego lidera rankingów jakości obsługi, czyli branży finansowej  banków, doradców i ubezpieczycieli.

    Ochrona środowiska

    Ograniczenie importu surowców z Rosji przyspiesza transformację energetyczną Europy. Dekarbonizacja może się jednak wiązać z protestami części grup społecznych

    Wojna w Ukrainie i sankcje nałożone na import surowców z Rosji przyspieszają transformację energetyczną. Jak podkreśla Polska Akademia Nauk, droga energia wymusza radykalną poprawę efektywności energetycznej i przyspiesza rozwój OZE we wszystkich sektorach gospodarki. Odnawialne źródła nie są bowiem obarczone kosztami paliw i CO2. Z drugiej jednak strony dekarbonizacja i Zielony Ład mogą prowadzić do protestów kolejnych, obok rolników, grup społecznych.

    Konsument

    ZPAV: nowelizacja ustawy o prawach autorskich niewiele zmieni na rynku muzycznym. Artyści nadal będą dostawać tantiemy od serwisów streamingowych

    Zgodnie z projektem nowelizacji ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych uregulowana zostanie kwestia tantiemizacji oraz wynagrodzeń należnych twórcom, wykonawcom i wydawcom prasy ze strony platform internetowych i serwisów streamingowych. – W zakresie praw twórców muzycznych czy firm muzycznych ta nowelizacja co do zasady niewiele zmieni. W wersji, jaka została zatwierdzona przez Radę Ministrów, te przepisy na szczęście niczego nie psują i pozostawiają rynek w takim stanie, w którym wszyscy posiadacze praw otrzymują swoje wynagrodzenia i mogą je dostawać bezpośrednio od serwisów – ocenia Bogusław Pluta, dyrektor zarządzający Związku Producentów Audio Video.

    Partner serwisu

    Instytut Monitorowania Mediów

    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.