التخطي إلى المحتوى

قد يكون الرذاذ مغناطيسي من المرغوب فيه استخدام Millirobots التي يمكنها التكيف مع البيئات غير المهيكلة ، والعمل في أماكن ضيقة ، والتفاعل مع مجموعة متنوعة من الكائنات للاستكشاف والتطبيقات الطبية الحيوية. ومع ذلك ، واجه تطوير ميلي روبوتات صعوبة بسبب تقنيات التصنيع المعقدة.

في الآونة الأخيرة ، طور باحثون من معاهد شنتشن للتكنولوجيا المتقدمة (SIAT) التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم ، جنبًا إلى جنب مع جامعة مدينة هونغ كونغ (CityU) ، رذاذًا مغناطيسيًا متراصًا وقابلًا لإعادة البرمجة وقابلًا للتحلل ومتوافقًا حيويًا (M-spray) يمكن بسهولة تحويل الأشياء الجامدة إلى ميلي روبوت.

تم نشر نتائج البحث في Science Robotics في مقال بعنوان “رذاذ مغناطيسي متراصة يحول الأجسام غير الحية إلى ميلي روبوتات للتطبيقات الطبية الحيوية.

يتكون الرذاذ المغناطيسي (M-spray) بشكل أساسي من كحول البولي فينيل (PVA) والغلوتين والجزيئات المغناطيسية. يمكن إعادة برمجة الطبقة M المتكونة من M-spray عن طريق تعديل اتجاه المغنطة السهل دون تغيير الهيكل الرئيسي.

عندما يتم ترطيب الرذاذ المغناطيسي تمامًا ، يزداد التباعد بين الجزيئات المغناطيسية بسبب تورم PVA ، وتقل القيود المفروضة على الجسيمات المغناطيسية من PVA والغلوتين بشكل كبير. نتيجة لذلك ، يمكن إعادة محاذاة الجزيئات المغناطيسية الموجودة داخل الرش على طول اتجاه التدفق المغناطيسي ويمكنها التغلب على القيود عند تطبيق مجال مغناطيسي قوي.

تمنح قدرة إعادة البرمجة عند الطلب الروبوتات ذات القدرة العالية على التكيف لتحقيق حركات متنوعة. أظهر الفريق إعادة برمجة روبوت ميلي زاحف من ثلاثة أقسام يمكن أن يتحرك بحركة كاتربيلر ثلاثية الأبعاد قبل إعادة البرمجة وكونسرتينا ثنائي الأبعاد بعد إعادة البرمجة ، “قال المؤلف المشارك الأول الدكتور شانغ وانفنغ ، الأستاذ المشارك في SIAT.

علاوة على ذلك ، يمكن تفكيك رذاذ M عن طريق زيادة الطاقة الحركية للجسيمات المغناطيسية للتغلب على القيود الداخلية. يتم ذلك عن طريق تطبيق مجال مغناطيسي متذبذب في بيئة مائية. يضمن هذا التفكك المستحث مغناطيسيًا أن يتفكك الروبوت المصنوع بناءً على الأمر.

أثبت البحث أيضًا التطبيقات المحتملة في المجال الطبي الحيوي ، بما في ذلك القدرة على التنقل للقسطرة المغطاة برذاذ M في نموذج الأوعية الدموية الضيق ، وإعادة برمجة خيط قطني لأخذ العينات متعدد النقاط لمجموعات مختلفة من التوجيه ، وكبسولة مغطاة بالرش المغناطيسي تسليم نشط.

أثبتت تجربة معدة الأرانب أن كبسولة ميلي روبوت المركبة يمكن أن تعزز بشكل فعال الاحتفاظ وكذلك تركيز الدواء في آفات معينة.

يقدم هذا البحث طريقة عامة لبناء الروبوت عند الطلب من خلال الاستفادة من بنية وتشكل الكائنات المستهدفة نفسها. قال الدكتور WU من SIAT: مع المكونات المتوافقة حيويًا ، فإن الآثار الجانبية من تفككها لا تذكر ، مما يجعلها مرشحًا جيدًا للتطبيقات الطبية الحيوية.