Šiaurės Karolinos universiteto Chapel Hill mokslininkai sukūrė naujoviškus minkštus robotus, aprūpintus elektroninėmis odomis ir dirbtiniais raumenimis, leidžiančius jiems pajusti aplinką ir pritaikyti judesius realiuoju laiku, rašoma dokumente „Odos įkvėpti, sensoriniai robotai elektronikai“. Implantai“, in Gamtos komunikacijos.
Atliekant tyrimus, robotai yra sukurti taip, kad imituotų gyvūnų raumenų ir odos veikimą, todėl jie yra veiksmingesni ir saugesni naudoti kūno viduje. E-skin sujungia įvairias jutimo medžiagas, tokias kaip sidabro nanolaideliai ir laidus polimerai, į lanksčią bazę, labai panašią į sudėtingas tikros odos jutimo funkcijas.
„Šie minkšti robotai gali atlikti įvairius gerai valdomus judesius, įskaitant lenkimą, išsiplėtimą ir sukimąsi biologinėje aplinkoje“, – sakė Linas Zhangas, pirmasis šio straipsnio autorius ir Karolinos taikomųjų fizinių mokslų katedros doktorantas. „Jie sukurti taip, kad švelniai prisitvirtintų prie audinių, sumažintų stresą ir galimą žalą. Įkvėpti natūralių formų, tokių kaip jūrų žvaigždės ir sėklų ankštys, jie gali pakeisti savo struktūras, kad efektyviai atliktų įvairias užduotis.”
Dėl šių savybių minkštieji jutimo robotai yra labai pritaikomi ir naudingi siekiant pagerinti medicininę diagnostiką ir gydymą. Jie gali pakeisti formą, kad tiktų organams, kad būtų geriau jutimas ir gydymas; gali nuolat stebėti vidines sąlygas, tokias kaip šlapimo pūslės tūris ir kraujospūdis; teikti gydymo būdus, pvz., elektrostimuliaciją, remiantis realaus laiko duomenimis; ir gali būti nuryti, norint stebėti ir gydyti skrandžio būklę.
Nuryjamas robotas, galintis gyventi skrandyje, vadinamas terapiniu griebtuvu, gali stebėti pH lygį ir tiekti vaistus ilgą laiką, pagerindamas virškinimo trakto ligų gydymo rezultatus. Terapinis griebtuvas taip pat gali švelniai prisitvirtinti prie plakančios širdies, nuolat stebint elektrofiziologinį aktyvumą, matuojant širdies susitraukimą ir teikiant elektrinę stimuliaciją širdies ritmui reguliuoti.
Robotas griebtuvas, skirtas apvynioti žmogaus šlapimo pūslę, gali išmatuoti jos tūrį ir suteikti elektrinę stimuliaciją, kad būtų galima gydyti pernelyg aktyvią, o tai pagerina paciento priežiūrą ir gydymo veiksmingumą. Aplink kraujagyslę sukasi robotizuota manžetė gali tiksliai išmatuoti kraujospūdį realiu laiku, todėl tai yra neinvazinis ir tikslus stebėjimo sprendimas.
„Bandai su pelėmis parodė, kad terapinis griebtuvas gali veiksmingai atlikti šias funkcijas, parodydamas jo, kaip naujos kartos širdies implanto, potencialą“, – sakė Zhang.
Bai Lab bendradarbiavo atliekant tyrimą su UNC-Chapel Hill tyrėjais Biologijos katedroje; Biomedicininės inžinerijos katedra; Chemijos katedra; Jungtinis Biomedicininės inžinerijos katedra ir McAllister Heart Institute; Šiaurės Karolinos valstijos universitetas; ir Purdue universiteto Weldon biomedicinos inžinerijos mokykla.
Mokslininkų sėkmė gyvų gyvūnų modeliuose rodo daug žadančią šių robotų ateitį realiose medicinos srityse, galinčių pakeisti lėtinių ligų gydymą ir pagerinti pacientų rezultatus.
„Šis novatoriškas požiūris į robotų dizainą ne tik išplečia medicinos prietaisų apimtį, bet ir išryškina būsimos pažangos potencialą sinergetinėje minkštųjų implantuojamų robotų ir biologinių audinių sąveikoje“, – sakė pagrindinis tyrimo tyrėjas ir Karolinos docentas Wubinas Bai. „Mes siekiame ilgalaikio biologinio suderinamumo ir stabilumo dinamiškoje fiziologinėje aplinkoje.”