روبوتات حيوية متناهية الصغر يمكن التحكم فيها عن بُعد لأداء مهام داخل الجسم كالتطبيقات الجراحية وتوصيل الأدوية

طور باحثون في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين روبوتات حيوية متناهية الصغر تجمع بين المواد اللينة وأنسجة عضلات الفأر والمكونات الإلكترونية اللاسلكية. 

يمكن التحكم في الأجهزة الصغيرة عن بعد من خلال علم البصريات الوراثي، تشكل العضلات الموجودة داخل الأجهزة مشغلًا للوضع البصري وتخلق الحركة عند تعرضها للضوء.  يمكن للباحثين التحكم في هذه الحركة عن بُعد عن طريق تنشيط مصابيح LED الصغيرة على متن الطائرة لاسلكيًا، والتي تحفز بعد ذلك مشغلات العضلات لدفع الروبوت الحيوي يمكن استخدام هذه التقنية في المستقبل لأداء مهام داخل الجسم، مثل التطبيقات الجراحية أو توصيل الأدوية.

قد تكون Optogenetic ، وهي تقنية يمكن أن ينتج عنها التحفيز الضوئي تأثيرات محددة في الخلايا المعدلة وراثيًا، مفيدة جدًا للتطبيقات الطبية الحيوية، بما في ذلك الأنشطة السريرية والبحثية.  ومع ذلك، تتطلب هذه التقنية وصول الضوء إلى الخلايا أو الأنسجة المعدلة قبل أن يتم إنتاج التأثير المطلوب، والذي يمكن أن يكون مشكلة داخل أجسامنا . تشمل الحلول الممكنة كابلات الألياف الضوئية التي يتم إدخالها إلى الجسم من الخارج، ولكن هذا مرهق وعرضة للعدوى.

لقد أخذ هؤلاء الباحثون علم البصريات الوراثي إلى المستوى التالي من خلال استخدامه كأساس للحركة في روبوت حيوي بحجم السنتيمتر . تشتمل الأجهزة الصغيرة على مواد ناعمة مع أنسجة عضلية الفأر حساسة للضوء ويمكن أن تنتج حركة عند تحفيزها بالنوع الصحيح من الضوء.  ومع ذلك، فإن استخدام الروبوت الحيوي داخل الجسم يتطلب نهجًا جديدًا من شأنه أن يسمح للجهاز بإضاءة نفسه استجابةً لأمر لاسلكي، وبالتالي إنتاج الحركة.

تضمن الحل دمج المكونات الإلكترونية الدقيقة في الجهاز مما يسمح له بإضاءة العديد من مصابيح LED الصغيرة الموجودة على متن الطائرة . تشتمل هذه المكونات على ملف استقبال يسمح للروبوتات الحيوية بالحصول على قوتها الخاصة، مما يعني أنها خالية من البطاريات.  يضيء كل مصباح LED صغير جزءًا مختلفًا من أنسجة العضلات داخل الروبوت الحيوي، مما يسمح بحركات دقيقة مثل الدوران في اتجاه معين.

يقول الباحث المشارك في الدراسة راشد بشير: “يسمح دمج الإلكترونيات الدقيقة بدمج العالم البيولوجي وعالم الإلكترونيات، مع العديد من المزايا الخاصة بهما، لإنتاج هذه الروبوتات الحيوية والآلات الإلكترونية التي يمكن أن تكون مفيدة للعديد من التطبيقات الطبية والاستشعارية والبيئية في المستقبل”.