თუ ოდესმე ერთი და იგივე წამალი მიგიღიათ თავის, მუცლის თუ სხეულის სხვა ნაწილის ტკივილის გასაყუჩებლად, მაშინ, ალბათ, უკვე იცით, რომ წამლები ხშირად არაა დამზადებული, რათა დათარგეთებულად კონკრეტული ორგანოს ტკივილი გააყუჩოს.

საკმაოდ დიდი ხნის მაძილზე დაავადებების მკურნალობისას ექიმები ტკივილგამაყუჩებლებს იყენებდნენ და ბიომედიცინის მკვლევრებმა მხოლოდ ბოლო წლებში დაიწყეს კომპლექსური დაავადებების — სიმსივნისა და გულსისხლძარღვთა დაავადებების — მკურნალობა თარგეტირებადი მედიკამენტებით.

ბიომედიცინის ამ განვითარებად სფეროში ერთ-ერთი მიღწევა მილირობოტია. აღსანიშნავია, რომ მილირობოტი ერთ სანტიმეტრზე მცირე ზომის რობოტს ეწოდება, მიკრორობოტი — 1 მილიმეტრზე მცირეს, მინირობოტი კი შეიძლება 10-სანტიმეტრამდე რობოტს ეწოდოს. მილირობოტებს შეუძლიათ ვიწრო ადგილებში გადაადგილება, ბრუნვა, ცურვა, რათა თავიანთი მისია შეასრულონ — მედიკამენტი დანიშნულების ადგილზე მიიტანონ. ეს თითის წვერის ზომის რობოტები შექმნილია იმისათვის, რომ მომავალში უამრავი ადამიანის სიცოცხლე იხსნას.

რენე ჭაომ — ინჟინერ-მექანიკოსმა, რომელიც ამ მიმართულებით კვლევას უძღვება სტენფორდის უნივერსიტეტში — რამდენიმე ასეთი მილირობოტი დაამზადა, მათ შორისაა, მაგნიტური მხოხავი რობოტი, რომელიც ამას წინათ გამოცემა Science Advances-ის გარეკანზე კუჭში ხოხვისას იყო აღბეჭდილი. მის რობოტებს თავად შეუძლიათ ლოკომოტივის სხვადასხვა მდგომარეობის არჩევა და სხეულში ნავიგაციისას არსებული დაბრკოლებების გადალახვა, რადგან ისინი მაგნიტური ველით საზრდოობენ, რაც მათ საშუალებას აძლევს, რომ განგრძობად მოძრაობაში იყვნენ და მომენტალურად წარმოქმნან ძალის მომენტი. ჭაოს გუნდმა მაგნიტური ველის მიმართულებისა და ძალის უბრალო ცვლილებით მოახერხა რობოტის იმგვარად შეცვლა, რომ მას უკვე სხეულში ერთი ნახტომით თავის სიგრძეზე ათჯერ მეტი მანძილის დაფარვა შეუძლია.

Nature Communications-ში გამოქვეყნებული ამ ახალი კვლევის საკვანძო ელემენტი ისაა, რომ მაგნიტური ამოქმედებით შესაძლებელია არაინვაზიური ოპერირება და მართვის ბლოკის განცალკევება საკუთრივ მოწყობილობისგან. ჭაომ თქვა, რომ რობოტი, რომელიც მათ ბოლოს გამოუშვეს, "არის ყველაზე სანდო და მულტიფუნქციური მართვის ბლოკისგან განცალკევებული რობოტი, რომელიც კი ოდესმე შეუქმნიათ".

ეს არის ახალი "უკაბელო ამფიბიისმაგვარი ორიგამი-მილირობოტი", რომელსაც მრავალი ფუნქცია აქვს. ეს არის ელეგანტურად დამზადებული ერთეული, რომელსაც სწრაფად შეუძლია ორგანოების ლორწოვან, უსწორმასწორო ზედაპირებსა და სხეულის სითხეებში უკაბელოდ გადაადგილება და თხევადი წამლების გადატანა.

"აბების თუ შესასხურებელი სითხეების სახით მიღებული პრეპარატებისგან განსხვავებით რობოტი სრულად იკავებს წამალს და როგორც კი აღწევს დანიშნულების ადგილს, დიდი კონცენტრაციით უშვებს შესაბამის ადგილას. ზუსტად ასე მიაქვს ჩვენს რობოტს წამალი დანიშნულების ადგილამდე", — ამბობს რენე ჭაო.

წამლის მიტანის საშუალების ცვლილება

როგორც მკვლევრები ამბობენ, ამ კონკრეტულ ამფიბიისმაგვარ რობოტში ყველაზე ინოვაციური მისი აგებულებაა. ის სცილდება ორიგამზე დაფუძნებული უმეტესი რობოტების აგებულებას, რომლებიც მხოლოდ ორიგამის განლაგებას იყენებენ, რათა გააკონტროლონ რობოტის მოძრაობა.

რობოტს თავისი ნაკეცები გარკვეული მოძრაობების შესრულებაში ეხმარება. ამიტომ ჭაოს გუნდმა ასევე რობოტის მოძრაობაზე თითოეული ნაკეცის ზომის ზეგავლენაც შეისწავლა. შედეგად, ნაკეცის მცირე გაშლით რობოტის მაქსიმალური გადაადგილება უზრუნველყვეს. ამგვარად მკვლევრებმა არა მარტო გამოსაყენებელი მატერიის რაოდენობა შეამცირეს, არამედ რობოტის თითოეული ნაწილის მაქსიმალურად შემცირებითა და ეფექტურად გამოყენებით მეტად არაინვაზიური გახადეს სამედიცინო პროცედურები.

კიდევ ერთი უნიკალური რამ, რაც ამ რობოტს აქვს, არის მისი გეომეტრიული ნიშნები. გრძივი ხვრელი რობოტის ცენტრში და გვერდითი დახრილი ჭრილები ამცირებენ წყლის წინააღმდეგობას და ამარტივებენ რობოტის ცურვას. "ამ კონსტრუქციით რობოტში ჩნდება ნეგატიური წნევა, რაც ხელს უწყობს ცურვაში და ამავე დროს ნივთიერებების შეკავებისა და გადატანისთვის შესრუტვასაც უზრუნველყოფს", — ამბობს ჭაო. "ჩვენ მაქსიმალურად ვიყენებთ ამ პატარა რობოტის გეომეტრიულ თავისებურებებს და ვცდილობთ, თითოეული სტრუქტურა სხვადასხვა მიზნით მაქსიმალურად გამოვიყენოთ."

თუ ეს საქმე ჭაოს გეგმით წავა, მაშინ მისი რობოტები არა მარტო პრეპარატების გადატანას შეძლებენ ჩვენს ორგანიზმში, ასევე ექიმებს გამოკველევებისას სხეულში კამერებისა და სხვა ინსტრუმენტების გადატანითაც დაეხმარებიან. გუნდი ულტრაბგერას იყინებს, რათა ნახოს, სად არიან რობოტები. ამ გზითაც ვიცილებთ თავიდან ორგანოთა ღია ჭრილობებს რობოტების იქიდან გამოსაყვანად.

უფრო პატარა, მარტივი და უკეთესი

ჩვენ ამ მილირობოტებს რეალურ კლინიკურ პირობებში ვერ დავინახავთ სანამ მათი ოპტიმალური დიზაინის და მოქმედების შესახებ არ იქნება საკმარისად ცნობილი. ცნობისთვის, რობოტი ამჟამად კლინიკურ ცდებს გადის ცხოველებში, სანამ ის ადამიანებამდე მოაღწევს.

ამასობაში, ჭაოს გუნდი აგრძელებს ინოვაციური მატერიებისა და სტრუქტურების კომბინირებას, რათა ახალი ბიოსამედიცინო ხელსაწყოები დაამზადონ. ის ასევე გეგმავს უფრო მეტად შეამციროს მისი აჟამიდნელი რობოტის ზომები.

როგორც ინჯინერს, ჭაოს სურს დაამზადოს უმარტივესი სტრუქტურა, რომელსაც მაქსიმალურად ეფექტიანი და პრაქტიკული იქნება. მისი ამფიბიისმაგვარი რობოტი კი ამ სურვილის საუკეთესო გამოხატულებაა.