كبسولات الجل المغناطيسي قد تتقدم في الروبوتات والطب

البوليمرات المغناطيسية

الأستاذ أبدون بينا فرانشيسك، رئيس مختبر المواد الملهمة بالطبيعة في جامعة ميشيغان، وفريقه طور جلًا يمتلك خصائص مغناطيسية – على الرغم من أنه يتكون حصريًا من جزيئات كربونية. يسمى هذا الجل المغناطيسي “مغناطيسات TEMPO”، ويمكن أن يجذب مواد مغناطيسية أخرى واستجابة للحقول المغناطيسية. يمكن أن يسمح ذلك بالتحكم عن بُعد في الجل. على سبيل المثال، يمكن توجيه كبسولة في المعدة لأداء جراحة أو تسليم دواء.

مصدر: جامعة ميشيغان

الخصائص المغناطيسية لهذا الجل dựa على TEMPO أضعف من المغناطيسات المعدنية، ولكن هذا يمكن أن يكون قوة لبعض التطبيقات الطبية والروبوتات الناعمة. على سبيل المثال، يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي مع هذه التكنولوجيا، حيث سيجعل مغناطيس أقوى التصوير بالرنين المغناطيسي عمياء. لذلك، في هذه الحالة، يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لمراقبة تأثيرات كبسولة طبية، إذا تم تسليم دواء بشكل صحيح وأين، أو حركات كبسولة جل مغناطيسي في القناة الهضمية.

الخطوات التالية

الخطوة التالية لهذا المشروع المحدد سيكون جعل هذا النوع من الجل قابلًا للتحلل الحيوي، مما يسمح بمزيد من التسامح من قبل الجسم البشري، بالإضافة إلى إمكانية استخدامه في الطبيعة دون القلق بشأن التلوث والتلوث.

بجانب الجل المغناطيسي، الطباعة ثلاثية الأبعاد / التصنيع الإضافي يجب أن يكون أيضًا دافعًا للروبوتات الناعمة. توفر المواد البلاستيكية المرنة واللاستيكية خيارات جيدة للبروستات التي تتجاوز الخيارات الحالية. نناقش هذا الاتصال المتزايد بين مجالات الروبوتات الناعمة والطباعة ثلاثية الأبعاد في مقالتنا “أيدي مثل الإنسان: تساعد التصنيع الإضافي الجديد الروبوتات الناعمة على أن تصبح حقيقية“.

كما نظرنا إلى صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل عام في المقال “أفضل 10 أسهم للتصنيع الإضافي والطباعة ثلاثية الأبعاد لمتابعتها”.

الابتعاد عن الروبوتات الصلبة

كما هو الحال، أصبحت الروبوتات جزءًا هامًا من حياتنا. ولكن هذا كان محدودًا بشكل رئيسي بالذراع الروبوتي الصناعي الثقيل. في الآونة الأخيرة، بدأت الطائرات بدون طيار والروبوتات الصغيرة للتسليم أو اللوجستيات في تولي المزيد من المهام وتنمو في الأهمية حتى في الحرب. ومع ذلك، لا تزال هذه التصاميم تعتمد على الهيدروليك والنظم المعدنية الثقيلة.

مصدر: アンスプラッシュ

المواد الصلبة المحددة تحد من تطبيقات الروبوتات، مع محدودية نطاق الحركة أو صعوبة في التعامل مع الأجسام الهشة. كان الطابع الميكانيكي والمعدني للروبوتات أيضًا تحديًا كبيرًا في تطبيقها في الطب، مثل البروستات أو الروبوتات النانوية الداخلية.

الروبوتات الناعمة

كان هناك جهد قوي لتطوير ما يسمى “الروبوت الناعم”، باستخدام البلاستيك أو البوليمرات أو الأسلاك المعدنية أو المكونات المرنة الأخرى. يجب أن تسمح التصاميم الأقل صلابة بمفاهيم جديدة، أكثر إلهامًا من الطبيعة، للاستخدام عند بناء روبوت، كما ناقشناه في مقالتنا “كيف يمكن للروبوتات أن تتبع الطبيعة“.

لكن هذه الأنظمة لا تزال تعاني من بعض القيود:

• يجب ربطها بمصدر طاقة.
• غالبًا ما تكون مقيدة بعدد من الأشكال أو الحركات المحددة مسبقًا.
• تكون ثقيلة.

مصدر: يوتيوب

فكرة لإزالة هذه القيود هي استخدام المغناطيس بدلاً من الأجزاء المعدنية الصلبة. هذا يزيل الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي ويوفر المزيد من المرونة والتنوع من الأشكال والحركات الممكنة.

ولكن المغناطيسات المعدنية لا تزال ثقيلة. وهي أيضًا، في معظم الأحيان، سامة إلى حد ما، مما يجعل فائدتها في التطبيقات الطبية محدودة للغاية. وهذا عيب، بالنظر إلى أن التفاعل بين الروبوتات والأنسجة اللينة والحساسة للتطبيقات الطبية هو واحد من التطبيقات الواعدة للروبوتات الناعمة.

ومع ذلك، لا يوجد قانون فيزيائي يقول إن المغناطيس يجب أن يكون مصنوعًا من المعدن. الخصائص المغناطيسية هي المتطلب الوحيد. والمواد الأخرى يمكن أن تفي بالفواتير – مثل مغناطيسات TEMPO.

أسهم الروبوتات الناعمة أو المغناطيسية

1. ستيريو تاكسيس

ستيريو تاكسيس هي شركة رائدة في مجال الروبوتات الطبية. نظامها Genesis RMN (التنقل المغناطيسي الروبوتي) يستخدم الحقول المغناطيسية لتوجيه القثاطر في جسم المريض. هذا يستخدم بشكل ملحوظ في جراحة القلب وعلاجات الأوعية الدموية الأخرى.

2. شركة 3D سيستمز

هذه الشركة الرائدة في صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد انتقلت أيضًا إلى مجال الطباعة الحيوية في عام 2017 من خلال сотрудاء مع شركة يونايتد ثيرابيوتیکس (UTHR). كما استحوذت على شركة أليفيا في عام 2021. وأعلنت عن сотрудاء مع شركة كول بلانت بيوتكنولوجيز في عام 2020.

3. ديسك توب ميتال

(DM )

ديسك توب ميتال هي شركة رائدة أخرى في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد، مع 650 براءة اختراع و250 مادة ممكنة و6000 عميل. كان أحد محاور التركيز الرئيسية هو الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن، وهو هدف طويل الأمد للصناعة.

4. سوفต روبوتيكس

مصدر: سوفت روبوتيكس