מדענים מאוניברסיטת צפון קרולינה בצ'פל היל יצרו רובוטים רכים חדשניים המצוידים בעור אלקטרוני ושרירים מלאכותיים, המאפשרים להם לחוש את הסביבה שלהם ולהתאים את תנועותיהם בזמן אמת, על פי המאמר, "רובוטים חושיים בהשראת העור עבור אלקטרוניים שתלים," ב תקשורת טבע.
במחקר שלהם, הממומן על ידי הקרן הלאומית למדע והמכונים הלאומיים לבריאות, הרובוטים נועדו לחקות את הדרך שבה שרירים ועור עובדים יחד בבעלי חיים, מה שהופך אותם ליעילים יותר ובטוחים יותר לשימוש בתוך הגוף. ה-e-skin משלב חומרי חישה שונים, כגון ננו-חוטי כסף ופולימרים מוליכים בתוך בסיס גמיש, הדומה מאוד לתפקודים החושיים המורכבים של עור אמיתי.
רובוטים רכים אלו יכולים לבצע מגוון של תנועות מבוקרות היטב, כולל כיפוף, התרחבות ופיתול בתוך סביבות ביולוגיות. הם מתוכננים להיצמד לרקמות בעדינות, להפחית מתח ונזק פוטנציאלי. בהשראת צורות טבעיות כמו כוכבי ים ותרמילים, הם יכולים לשנות את המבנים שלהם כדי לבצע משימות שונות ביעילות."
לין ג'אנג, המחבר הראשון של המאמר ועמית בתר-דוקטורט במחלקה למדעי הפיזיקה השימושיים של קרולינה
תכונות אלו הופכות רובוטים תחושתיים רכים למתאימים ביותר ושימושיים לשיפור האבחון והטיפולים הרפואיים. הם יכולים לשנות צורה כדי להתאים לאיברים עבור חישה וטיפול טובים יותר; מסוגלים לנטר רציף של מצבים פנימיים, כמו נפח שלפוחית השתן ולחץ הדם; לספק טיפולים, כגון גירוי חשמלי, המבוסס על נתונים בזמן אמת; וניתן לבלוע כדי לנטר ולטפל במצבים בקיבה.
רובוט לבליעה המסוגל להתגורר בקיבה הנקרא thera-gripper, יכול לנטר את רמות ה-pH ולספק תרופות לאורך תקופה ממושכת, ולשפר את תוצאות הטיפול במצבי מערכת העיכול. ה-thera-gripper יכול גם להיצמד בעדינות ללב פועם, לנטר באופן רציף את הפעילות האלקטרופיזיולוגית, למדוד את התכווצות הלב ולספק גירוי חשמלי לוויסות קצב הלב.
תפס רובוטי שנועד לעטוף את שלפוחית השתן של אדם יכול למדוד את נפחו ולספק גירוי חשמלי לטיפול בפעילות יתר, לשפר את הטיפול בחולה ואת יעילות הטיפול. שרוול רובוטי שמתפתל סביב כלי דם יכול למדוד במדויק את לחץ הדם בזמן אמת, ומציע פתרון ניטור לא פולשני ומדויק.
"בדיקות על עכברים הוכיחו את יכולתו של ה-thera-gripper לבצע את הפונקציות הללו ביעילות, והדגימו את הפוטנציאל שלו כשתל לבבי מהדור הבא", אמר ג'אנג.
מעבדת Bai שיתפה פעולה במחקר עם חוקרי UNC-Chapel Hill במחלקה לביולוגיה; המחלקה להנדסה ביו-רפואית; המחלקה לכימיה; המחלקה המשותפת להנדסה ביו-רפואית ומכון הלב מקאליסטר; אוניברסיטת צפון קרוליינה; ובית הספר להנדסה ביו-רפואית של וולדון באוניברסיטת פרדו.
הצלחתם של החוקרים במודלים של חיות חיות מעידה על עתיד מבטיח עבור רובוטים אלה ביישומים רפואיים בעולם האמיתי, שעלול לחולל מהפכה בטיפול במחלות כרוניות ולשפר את תוצאות החולים.
"גישה חדשנית זו לעיצוב רובוטים לא רק מרחיבה את היקף המכשירים הרפואיים אלא גם מדגישה את הפוטנציאל להתקדמות עתידית באינטראקציה הסינרגטית בין רובוטים רכים להשתלה לרקמות ביולוגיות", אמר Wubin Bai, חוקר ראשי של המחקר ועוזר פרופסור קרולינה. "אנו שואפים לתאימות ביולוגית ויציבות ארוכת טווח בסביבות פיזיולוגיות דינמיות".
