Скальпель, шприц и пинцет в одном флаконе. Новый хирургический микроробот умеет делать сразу пять типов операций
NewsMakerОн меньше таблетки, но работает за целую операционную бригаду.
Микророботы давно воспринимаются как шаг к медицине будущего, но на практике крошечным устройствам трудно доверить сложную работу. Команда из NTU Singapore показала вариант , который заметно расширяет возможности таких систем: робот длиной всего 4,4 мм способен менять функции меньше чем за секунду и выполнять сразу несколько задач в ограниченном пространстве.
Разработкой управляют без проводов с помощью слабых магнитных полей. Микроробот может двигаться по мягким поверхностям, разрезать биологическую ткань, доставлять лекарственные вещества, захватывать и хранить образцы, а также нагревать небольшой участок тканей дистанционно. Авторы работы считают, что такой набор функций решает одну из главных проблем миниатюрной робототехники, где обычно приходится выбирать между размером, точностью управления и числом доступных инструментов.
Устройство изготовили из мягких силиконовых материалов PDMS и Ecoflex. Внутри распределены микроскопические магнитные частицы, которые реагируют на внешнее поле. Центральный магнитный модуль можно намагничивать, размагничивать и снова намагничивать в разных направлениях. Каждая ориентация запускает отдельную функцию, поэтому один робот заменяет сразу несколько инструментов.
Команда под руководством доцента Лума Го Чжана также добилась независимой реакции разных частей робота на магнитные сигналы. Благодаря такому подходу устройство не ведёт себя как единый магнитный кусок, а сохраняет управляемость при сложных движениях. Дополнительная степень свободы позволяет роботу перекатываться вокруг продольной оси, что помогает проходить узкие и неровные участки, похожие на внутренние структуры человеческого тела.
В лаборатории микроробота проверили на куриной печени и желатиновых моделях мягких тканей. Устройство разрезало ткань, выпускало частицы, имитирующие лекарство, собирало образцы и создавало локальный нагрев за счёт магнитной индукции. Такая функция может пригодиться при лечении рака , где нагрев используют для воздействия на опухолевые клетки.
Безопасность материалов предварительно оценили на клетках кожи человека. После контакта с компонентами робота жизнеспособными остались более 99% клеток, что указывает на низкую токсичность в лабораторных условиях. До применения в клиниках разработке ещё предстоит долгий путь. Учёные изучают связь с медицинскими системами визуализации, сенсорами и моделями искусственных органов, а также обсуждают с хирургами, как подобные устройства можно будет контролировать во время реальных процедур.
Микророботы давно воспринимаются как шаг к медицине будущего, но на практике крошечным устройствам трудно доверить сложную работу. Команда из NTU Singapore показала вариант , который заметно расширяет возможности таких систем: робот длиной всего 4,4 мм способен менять функции меньше чем за секунду и выполнять сразу несколько задач в ограниченном пространстве.
Разработкой управляют без проводов с помощью слабых магнитных полей. Микроробот может двигаться по мягким поверхностям, разрезать биологическую ткань, доставлять лекарственные вещества, захватывать и хранить образцы, а также нагревать небольшой участок тканей дистанционно. Авторы работы считают, что такой набор функций решает одну из главных проблем миниатюрной робототехники, где обычно приходится выбирать между размером, точностью управления и числом доступных инструментов.
Устройство изготовили из мягких силиконовых материалов PDMS и Ecoflex. Внутри распределены микроскопические магнитные частицы, которые реагируют на внешнее поле. Центральный магнитный модуль можно намагничивать, размагничивать и снова намагничивать в разных направлениях. Каждая ориентация запускает отдельную функцию, поэтому один робот заменяет сразу несколько инструментов.
Команда под руководством доцента Лума Го Чжана также добилась независимой реакции разных частей робота на магнитные сигналы. Благодаря такому подходу устройство не ведёт себя как единый магнитный кусок, а сохраняет управляемость при сложных движениях. Дополнительная степень свободы позволяет роботу перекатываться вокруг продольной оси, что помогает проходить узкие и неровные участки, похожие на внутренние структуры человеческого тела.
В лаборатории микроробота проверили на куриной печени и желатиновых моделях мягких тканей. Устройство разрезало ткань, выпускало частицы, имитирующие лекарство, собирало образцы и создавало локальный нагрев за счёт магнитной индукции. Такая функция может пригодиться при лечении рака , где нагрев используют для воздействия на опухолевые клетки.
Безопасность материалов предварительно оценили на клетках кожи человека. После контакта с компонентами робота жизнеспособными остались более 99% клеток, что указывает на низкую токсичность в лабораторных условиях. До применения в клиниках разработке ещё предстоит долгий путь. Учёные изучают связь с медицинскими системами визуализации, сенсорами и моделями искусственных органов, а также обсуждают с хирургами, как подобные устройства можно будет контролировать во время реальных процедур.