کوی دانش - kooy

گریپرهای دست مانند رباتی کوچک، بعد از انجام ماموریت خود، در بدن حل می شود

گریپرهای دست مانند رباتی کوچک، بعد از انجام ماموریت خود، در بدن حل می شود
26 اسفند
13:00 1393
گریپرهای رباتی می توانند بیوپسی انجام داده و دارو را به مقاصد مورد نظر در بدن که سابق بر این غیرقابل دسترس بود حمل نمایند. به لطف تلاش هایی که توسط دانشمندان شاغل در دانشگاه جان هاپکینز صورت گرفته است، اکنون یک گام دیگر به خلق انواع بازوهای رباتیک نرم و انعطاف پذیر نزدیک شده ایم. این بازوها می توانند بدون هیچ گونه عوارض جانبی، بعد از انجام ماموریت های جراحی خود یا تحویل دادن دارو در بدن، حل شوند. دانشمندان مذکور میکروگریپرهایی با قابلیت تجزیه در عرض یک دقیقه را با اضافه سازی پلیمرهای محکم ساخته اند که حاوی ریزذرات مغناطیسی تا هیدروژل های نرم می شوند، به این ترتیب، امکان هدایت مغناطیسی میکرو گریپرهای یادشده به نقاط مدنظر در بدن وجود دارد.

پیش از این دکتر دیوید گراسیاس موفق شده بود از میکروگریپرهایی 3میکرومتری برای گرفتن نمونه های بافت از مجرای صفراوی یک خوک زنده استفاده کند. علی رغم موفقیت آمیز بودن این آزمایش، میکروگریپرهایی که استفاده شد فلزی بودند و همین امر مشکل بازگرداندنشان به بیرون از بدن خوک را بوجود آورد و همچنین علی رغم بیرون آوردن میکروگریپرها به مدد آهن ربا، احتمال جا ماندن تعدادی از آنها در بدن خوک را نمی شد رد کرد.

به منظور حل این مشکل، محققان تصمیم گرفتند تا میکروگریپرها را از مواد قابل تجزیه طبیعی بسازند. در نتیجه، لایه نازکی از پلیمرهای محکم را خلق کردند و داخل آن نانوذرات مغناطیسی تعبیه نمودند که می شد با فلز جایگزینش کرد. پلیمرهای محکم یادشده، داخل هیدروژل های نرمی قرار داده شدند تا بازوهای رباتی نازکی ساخته شود که امکان هدایتشان بوسیله پروب مغناطیسی وجود داشته باشد. افزون بر این ها، بازوها به اندازه ای مستحکم هستند که می توانند به دور سلول ها پیچیده شوند و بیوپسی انجام داده یا دارو را در نواحی سابقا غیر قابل دسترسی بدن حمل نمایند.

درهمین رابطه دکتر گرسیاس اظهار می کند: "استفاده از هیدروژل متورم شونده و پلیمر غیرمتورم شونده بسیار محکم  یک اصل طراحی منحصر به فرد است و موجب ایجاد توزان بین  کشش زیاد حاصل از هیدروژل و قدرت نسبتا بالای ناشی از پلیمر می شود و هر دوی این نیروها برای عملیاتی کردن و جمع آوری درست نمونه یا برش زدن بافت نرم لازم می باشد".

 برای اینکه میکروگریپرها بدون نیاز به سیم، برقراری ارتباط، باتری ویا منابع قدرت بیرونی کار کنند، تیم یادشده تمرکز خود را بر  واکنش نشان دادن این ربات های ریز نسبت به درجه حرارت گذاشته است. به این ترتیب، در درجه حرارت پایین، میکروگریپرها کاملا فشرده شده و از میان کاتترهای کوچک به راحتی عبور کرده و وارد بدن می شوند. پس از رسیدن به مقصد موردنظر و رسیدن درجه حرارتشان به دمای محیط، فعال شده و باز می شوند. سپس در جهت مخالف تا می شوند تا به بافت متصل شوند، هدف اینست که کل ماموریت محوله را خود این ربات ها انجام بدهند و نیازی به مسیردهی از جانب عامل انسانی نباشد.

گراسیاس می گوید: "این بازوها قادرند در محیط هایی با درجه حرارت مختلف اقدام به اجرای وظایفی از قبیل گرفتن سلول ها آنهم به صورت مستقل کنند".

 تحقیقات تیم یادشده درصدد یافتن راه حلی برای برخی از بزرگترین مشکلات موجود بر سر راه ساخت نانوساختارهای مکانیزه شده بادوام، تولید انبوه و توانمندسازی این ساختارها می باشد. برای درک ابعاد این مشکلات  در نظر بگیرید که محققان باید بر چالش های موجود سر راه خلق، توانمندسازی و عملیاتی سازی ده ها هزار ابزار جراحی در اندازه دانه های خاک غلبه کنند، که هر یک از این ابزارها، کوچکتر از یک میلی متر است و دارای دقت بالایی است.

 گراسیاس ادامه می دهد: "با استفاده از راهبردهایی که از آن صحبت شد، دیگر ساخت این ربات ها چالش به حساب نمی آید. قبلا نشان داده ایم که امکان تولید انبوه این ساختارهای ریز وجود دارد و از آنجایی که بسته به شرایط محیط اطرافشان فعالسازی می شوند، می توان آنها را به صورت متحد نیز در مقیاس کوچک توانمند وعملیاتی سازی نمود."

البته برنامه دانشمندان دانشگاه جان هاپکینز آنست تا خصوصیات این پلیمرهای حل شدنی را باز هم  بیشتر دستکاری کنند، ایمنی کاربردشان را بررسی کرده و برای کاربردهای جراحی خاصی تعدیلشان نمایند. افزون بر این، طراحی  کلی میکروگریپرها را برای نیرو، سرعت و شتاب بیشتر بهینه سازی می کنند. به عقیده گراسیاس، میکروگریپرهای پلیمرمحور و الهام گرفته از اوریگامی، کلید خلق ابزارهای جراحی حلال و مستقل و کوچک هستند.

 وی می گوید "من عاشق خلق نمونه هایی از ماشین های پیچیده و هوشمند و سایر میکروارگانیسم هایی هستم که  در بدن حشرات وجود دارند و اساسا از  مواد پایه پلیمری (نرم) ساخته شده اند و کارهای مکانیزه خارق العاده ای را در ابعاد کوچک انجام می دهند".

مقاله ای در ارتباط با همین پیشرفت در  ژورنال ACS Applied Materials & Interfaces  به چاپ رسیده است.

 در ویدئوی انتهای خبر می توانید میکروگریپرهای مذکور را مشاهده کنید. 

 

لطفا صبر کنید ...
کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

هنگامه خوش خلق

هنگامه خوش خلق

اینجانب فعالیت خود را به عنوان مترجم از سال 88 و با همکاری با انتشارات طاهریان آغاز کردم .و سپس به عنوان کارمند مترجم با شرکت های مختلفی همکاری داشته ام . در این میان لازم به ذکر است که فعالیت های اینجانب علاوه بر ترجمه کتاب (در آخرین مورد نشر آوند دانش)شامل ترجمه مقالات ، همکاری به عنوان مترجم شفاهی در دوره ها و سمینارهای مختلف و کار به عنوان مسئول مکاتبات و مکالمات خارجی شرکت توسعه اطلاعات بوده است .علاوه بر زبان انگلیسی ، آشنایی متوسط با زبان های اسپانیولی و ترکی استانبولی را نیز دارا می باشم .

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
سونی چهار جایزه طراحی IF را از آن خود کرد

سونی چهار جایزه طراحی IF را از آن خود کرد

با درخشش Sony Xperia Z2 Tablet، "سونی موبایل" چهار جایزه طراحی IF در سال 2015 را از آن خود کرد.

مطالعه متن کامل
کوی پاسخ  می دهد: آیا قورت دادن آدامس برای سلامتی مضر است ؟

کوی پاسخ می دهد: آیا قورت دادن آدامس برای سلامتی مضر است ؟

آدامس جویدنی یکی از مواد ترکیبی بسیار قدیمی و آشنا روی کره زمین است. اجازه بدهید ببینیم آدامس چیست: قطعه ماده خشک و کش مانندی که توسط ماشین های مخصوصی برش داده می شود و صرفا حاوی مولکول های طعم دهنده است و برای استفاده طولانی مدت و لذت بردن از مزه اش درست شده، نه برای تامین نیاز بدن به کالری. اما همه این حرف ها به کنار، سوالی که ارزش پرسیدن دارد این است که: آیا قورت دادن آدامس واقعا برای بدن مضر است ؟

مطالعه متن کامل
چگونه انگلهای بدن را از بین ببریم؟

چگونه انگلهای بدن را از بین ببریم؟

آیا می دانستید که بدن انسان در حدود 130 نوع از انواع انگلها را میزبانی می کند؟ اثرات عفونت های انگلی از مواردی که اصلاً به چشم نمی آیند تا آنهایی که انسان را دچار ضعف های شدید می کنند متفاوت است. انگلها ارگانیسم های ساده یا سلولهایی هستند که در بدنِ گونه های دیگر زندگی و تغذیه می کنند. آنها در بدن میزبان خود، غذا می خورند و امنیت هم دارند لیکن هیچ کار مثبتی برای میزبان انجام نمی دهند، حتی می توانند برای میزبان خود مضر هم باشند. انگلها همه جا هستند، یکی از اصلی ترین منابع انتشار انگلها، آب شرب است ولی تنها راه انتقال از این طریق نیست. یکی از شایعترین راه های انتقال، وجود حیوانات خانگی ویا معاشرت با انسانهای مبتلا می باشد مخصوصاً افرادی که مستقیماً با مواد غذایی سروکار دارند مانند کارکنان فروشگاه ها، ماموران تحویل غذا و خدمتکاران. حال سوال اینست که راه حل طبیعی برای مبارزه با این میهمان های ناخوانده چیست؟ برای پاسخ به این سوال با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
مطالعه پلانکتونی نهفته در دل گِل دمای دیرینه را آشکار می سازد.

مطالعه پلانکتونی نهفته در دل گِل دمای دیرینه را آشکار می سازد.

به زعم دانشمندان، پژوهش های اخیر نشانگر توانمندیهای فسیل های موجودات بسیار ریزِ غوطه ور در آب دریا برای بهتر شدن درک ما از شرایط اقلیمی دیرینه است.

مطالعه متن کامل
در مورد مزیت های ماموگرافی بیش از حد اغراق شده است

در مورد مزیت های ماموگرافی بیش از حد اغراق شده است

مرور دقیق آزمایشات تصادفی روی تست سرطان های سینه، معده و روده، گردن، پروستات و ریه نشان می دهد، در مورد مزایای تست ماموگرافی بیش از حد غلو شده است.

مطالعه متن کامل