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
 پیشنهاد دفاتر معماری JAHN ، LOGUER ، ADG برای مسابقه فرودگاه شهر نیو مکزیکو

پیشنهاد دفاتر معماری JAHN ، LOGUER ، ADG برای مسابقه فرودگاه شهر نیو مکزیکو

به رهبری فرانسیسکو گونزالی پولیدو (francisco gonzalez-pulido) ، دفتر معماری JAHN در شیکاگو با همکاری شرکت های محلی ، LOGUER و ADG پیشنهادی برای مسابقه طراحی فرودگاه شهر نیومکزیکو ارائه دادند. در این طرح، جلوی ترمینال اصلی، در زیر سازه ها، سایه بان هایی به شکل مثلت قرار گرفته اند. این طراحی منجر به داشتن دو طبقه روباز شده است، در حالیکه نور روز به اندازه کافی از طریق پیکربندی تدریجی پله ها وارد طبقات می شود، علاوه بر این، طرح از دو طرف به گونه ای گسترش یافته است که ترمینال‌های ماهواره ای برای سازماندهی ورود و خروج پروازها داشته باشد.

مطالعه متن کامل
ریسندگی مویرگ های مصنوعی با استفاده از ماشین پشمک ساز

ریسندگی مویرگ های مصنوعی با استفاده از ماشین پشمک ساز

تصویر فوق: قطعه سه بعدی از جنس ژلاتین که حاوی شبکه ریز مویرگی است که با کمک ماشینی بسیار مشابه ماشین پشمک ساز تولید شده است. محققان بی وقفه درصدد آنند تا روزی از راه برسد که سفارش یک عضو جدید بدن به آسانی انجام ام آر آی باشد. از کشت غده تیموسکامل داخل دهان تا خلق تکه ای از بافت جگر مصنوعی، تا استفاده از فناوری چاپ جوهر افشان برای ساخت گوش انسان. یکی از مشکلات بر سر راه خلق اعضای بدن آزمایشگاهی آنست که بایستی روشی برای تغذیه سلول های موجود در ساختارهای مصنوعی پیدا کرد. در همین راستا، احتمالاً محققان دانشگاه وندربیلت (VU) توانسته اند راهی برای غلبه بر مشکل مزبور بیابند، آنهم با وسیله ای که به ذهن کمتر کسی خطور می کند یعنی دستگاه پشمک ساز! با کوی دانش همراه شوید تا این محصول را بررسی کنیم...

مطالعه متن کامل
ساعت های Mommy امنیت شیر مادر را کنترل می کنند

ساعت های Mommy امنیت شیر مادر را کنترل می کنند

با استناد به گزارشات مرکز کنترل بیماری ها در آمریکا، شیر مادر برای 6 ساعت در دمای اتاق، 5 روز در یخچال و دو هفته یا بیشتر در فریزر سالم می ماند. استفاده از این اطلاعات ممکن است بسیار سر راست به نظر برسد اما هنگامی که شما استرس های بزرگ کردن کودک را دارید ممکن است کنترل زمان دقیق نگهداری شیر از دستتان خارج شود. ساعت Mommy یک وسیله ی جدید است که به بطری حاوی شیر مادر متصل می شود و به مادران، پدران و افرادی که از کودک مراقبت می کنند این امکان را می دهد که از سلامت شیر داخل بطری آگاه شوند.

مطالعه متن کامل
کشف سیاه چاله ای به وزن 17میلیارد خورشید در"مرداب کیهانی"

کشف سیاه چاله ای به وزن 17میلیارد خورشید در"مرداب کیهانی"

سیاه چاله ها را از یک نظر می توان به چهره های معروف دنیای هنر و سرگرمی تشبیه کرد و آن اینکه هرچه بزرگتر باشند، لاجرم فعالیتی که اطرافشان رخ می دهد نیز بیشتر است. از این رو هنگامی که ستاره شناسان سیاه چاله ای را در محدوده نسبتاً ساکت کیهان کشف کردند دچار شگفتی شدند.

مطالعه متن کامل
یک هتل کوهستانی جنگلی عمودی برای پاکسازی هوا در گیژوی چین

یک هتل کوهستانی جنگلی عمودی برای پاکسازی هوا در گیژوی چین

شرکت Stefano Boeri Architetti (SBA) بعد از ارائه دو طرح جنگل عمودی که محبوبیت بسیاری نیز پیدا کردند از پروژه جدیدی رونمایی کرده است که «طراحی سبز» را به سطح جدیدی ارتقا می دهد. پروژه هتل کوهستانی متشکل از 250 اتاق خواهد بود که الهام گرفته از طبیعت بوده و به اندازه ای سبز می باشد که در واقع کیفیت هوای اطراف خود را افزایش خواهد داد. دلیل این مسئله نیز آنست که همانند سایر ساختمان های سبز ارائه شده توسط این شرکت، ساختمان جدید نیز از کف تا سر خود پوشیده از فضای سبز است.

مطالعه متن کامل