Mówi: | prof. Carmel Majidi |
Funkcja: | profesor inżynierii mechanicznej |
Firma: | Carnegie Mellon University, Sun Yat-Sen University |
Zmiennokształtne roboty mogą zrewolucjonizować medycynę. Pojawią się nowe możliwości małoinwazyjnych metod leczenia
Naukowcy z Carnegie Mellon University w Pittsburghu opracowali metalowego robota, zdolnego do przechodzenia z fazy stałej w ciekłą pod wpływem temperatury. Takie urządzenie może zrewolucjonizować wiele obszarów medycyny. Robot szybko dotrze do chorych miejsc i zaaplikuje tam lek lub skutecznie i nieinwazyjnie usunie ciała obce. Naukowcy badają teraz bezpieczeństwo kontaktu zastosowanych w robocie materiałów z komórkami ludzkiego organizmu. Urządzenie może się sprawdzić również poza medycyną – na przykład w naprawianiu trudno dostępnych podzespołów w urządzeniach elektronicznych.
– Rośnie zapotrzebowanie na małoinwazyjne zabiegi chirurgiczne i diagnostykę medyczną z wykorzystaniem miękkich materiałów, które mogą zmieniać kształt, które można łatwo formować i zmieniać ich sztywność. Nasze badania opierają się na wieloletniej pracy nie tylko moich współpracowników z Chin, ale badaczy z całego świata, zajmujących się opracowaniem reagujących na pole magnetyczne miękkich układów o niewielkich rozmiarach mających zastosowanie w medycynie – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje Carmel Majidi, profesor inżynierii mechanicznej w Carnegie Mellon University i Sun Yat-sen University.
Stworzony przez naukowców zmiennokształtny robot powstał z inspiracji organizmami strzykw, morskich bezkręgowców, które potrafią zmieniać sztywność swojego ciała – z twardego na bardzo miękki i wiotki. Innowacyjne urządzenie jest wykonane z galu, który topnieje w niskiej temperaturze, i mikrocząsteczek magnetycznych. Można je wykorzystać w medycynie, zwłaszcza do usuwania ciał obcych na przykład z żołądka, czy podawania leków bezpośrednio do miejsca wchłaniania lub do miejsca zmienionego chorobowo.
– Można sobie wyobrazić także inne zastosowania, takie jak przeprowadzanie biopsji czy badań diagnostycznych – wymienia prof. Carmel Majidi.
Gal topnieje w temperaturze 29,8 st. Celsjusza. W kontakcie z ciepłotą ludzkiego ciała będzie więc łatwo przechodził w fazę ciekłą. Cząsteczki magnetyczne mają za zadanie sprawić, aby zmianą kształtu urządzenia można było sterować za pomocą pola magnetycznego. Można zastosować do tego magnes stały lub elektromagnes, który wysyła fale magnetyczne do substancji, wpływając na jej kształt i ruch. Stworzony przez badaczy robot może się poruszać z prędkością około 15 cm/s, a w fazie stałej przenosić ciężary o masie nawet 30-krotnie większej niż własna. Testowany w modelu żołądka robot, będąc w fazie ciekłej, owijał się wokół ciała obcego, po czym bezpiecznie wyprowadzał je poza narząd. W odwrotnym procesie urządzenie dostarczało ładunek, co obrazuje potencjał związany z dostarczaniem leku.
– Moja grupa badawcza obecnie zajmuje się bezpieczeństwem i biozgodnością tych materiałów z tkankami ludzkimi. Proponujemy ich wykorzystanie w medycynie, ale najpierw musimy potwierdzić, że nie będą one reagować z tkankami w sposób niebezpieczny lub niekorzystny. Trzeba je przebadać pod kątem toksyczności i wpływu na śmierć komórek – zastrzega ekspert.
Zmiennokształtne roboty mogą być przydatne również jako narzędzia inżynieryjne. Naukowcy zademonstrowali między innymi, jak płynna postać robota może stać się uniwersalną śrubą do zastosowania w trudno dostępnych miejscach. Działa ona, wpływając do gniazda śruby, a następnie w niej krzepnąc. Urządzenia takie jak to opracowane przez zespół profesora Majidi będzie można sklasyfikować jako segment rynku robotyki miękkiej. Ten, według Allied Market Resarch, w 2019 roku osiągnął obroty w wysokości niemal 600 mln dol. Do 2027 roku jego wartość wzrośnie do 3,41 mld dol.
– Istnieje jeszcze jeden niezwykle interesujący obszar zastosowania tych materiałów – w miękkich, rozciągliwych, odpornych na uszkodzenia i samonaprawialnych urządzeniach elektronicznych. Ponieważ elektronika i komputery stają się coraz powszechniejsze w codziennym życiu, idzie za tym coraz większe zapotrzebowanie na urządzenia elektroniczne o wytrzymałości podobnej do tkanek nerwowych i skóry. Materiały te powinny być nie tylko miękkie i zmiennokształtne, dobrze tolerowane przez organizm i sprawdzać się w styczności z innymi przedmiotami, ale także mieć zdolność regeneracji w przypadku uszkodzenia – wskazuje naukowiec.
Czytaj także
- 2024-05-14: Wykorzystanie technologii znacznie skraca prace nad nowymi lekami. Sektor biotechnologiczny nadrabia zaległości i mocno inwestuje w innowacje
- 2024-05-10: Mobilne USG umożliwia dokładniejszą diagnostykę na miejscu wypadku. Z tym sprzętem jeździ coraz więcej karetek w Polsce
- 2024-03-13: Sterowany światłem rozrusznik pomoże pacjentom z niewydolnością serca. Urządzenie jest ultralekkie i biodegradowalne
- 2024-02-14: Polscy przedsiębiorcy wiedzą, że automatyzacja to strategiczny element rozwoju. Brak specjalistów jest największą barierą
- 2024-02-09: Bezpieczeństwo w polskich szpitalach pozostawia wiele do życzenia. Dotyczy to zarówno pacjentów, jak i personelu medycznego
- 2024-01-11: Polski system ochrony zdrowia w ogonie innowacyjności. Głównym hamulcem są brak finansowania i obawy przed ewentualnymi błędami
- 2024-03-06: System polskiej edukacji nie promuje innowacyjności i kreatywności. Cierpią na tym kompetencje miękkie przyszłych pracowników
- 2023-12-05: Polska kapsułka endoskopowa będzie dostępna najpierw dla zwierząt. Pomoże w wykrywaniu chorób układu pokarmowego
- 2023-11-21: Diagności laboratoryjni chcą szczepić i poszerzać kompetencje. Potencjał tego zawodu medycznego nie jest w pełni wykorzystywany
- 2023-11-16: Diagności laboratoryjni apelują o zmiany w przepisach regulujących wykonywanie zawodu. Ustawa ma raptem rok, ale jest w niej szereg nieścisłości
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Regionalne
Start-upy mogą się starać o wsparcie. Trwa nabór do programu rozwoju innowacyjnych pomysłów na biznes
Trwa nabór do „Platform startowych dla nowych pomysłów” finansowany z Funduszy Europejskich dla Polski Wschodniej 2021–2027. Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości wybrała sześć partnerskich ośrodków innowacji, które będą oferować start-upom bezpłatne programy inkubacji. Platformy pomogą rozwinąć technologicznie produkt i zapewnić mu przewagę konkurencyjną, umożliwią dostęp do najlepszych menedżerów i rynkowych praktyków, ale też finansowanie innowacyjnych przedsięwzięć. Każdy z partnerów przyjmuje zgłoszenia ze wszystkich branż, ale także specjalizuje się w konkretnej dziedzinie. Jest więc oferta m.in. dla sektora motoryzacyjnego, rolno-spożywczego, metalowo-maszynowego czy sporttech.
Transport
Kolej pozostaje piętą achillesową polskich portów. Zarządy liczą na przyspieszenie inwestycji w tym obszarze
Nazywane polskim oknem na Skandynawię oraz będące ważnym węzłem logistycznym między południem i północą Europy Porty Szczecin–Świnoujście dynamicznie się rozwijają. W kwietniu 2024 roku wydano decyzję lokalizacyjną dotycząca terminalu kontenerowego w Świnoujściu, który ma szansę powstać do końca 2028 roku. Zdaniem ekspertów szczególnie ważnym elementem rozwoju portów, podobnie jak w przypadku innych portów w Polsce, jest transport kolejowy i w tym zakresie inwestycje są szczególnie potrzebne. – To nasza pięta achillesowa – przyznaje Rafał Zahorski, pełnomocnik zarządu Morskich Portów Szczecin i Świnoujście ds. rozwoju.
Polityka
Projekt UE zyskuje wymiar militarny. Wojna w Ukrainie na nowo rozbudziła dyskusję o wspólnej europejskiej armii
Wspólna europejska armia na razie nie istnieje, a w praktyce obronność to wyłączna odpowiedzialność państw członkowskich UE. Jednak wybuch wojny w Ukrainie, tuż za wschodnią granicą, na nowo rozbudził europejską dyskusję o potrzebie posiadania własnego potencjału militarnego. Jak niedawno wskazał wicepremier i minister obrony narodowej Władysław Kosiniak-Kamysz, Europa powinna mieć własne siły szybkiego reagowania i powołać komisarza ds. obronności, ponieważ stoi obecnie w obliczu największych wyzwań od czasu zakończenia II wojny światowej. – Musimy zdobyć własną siłę odstraszania i zwiększać wydatki na obronność – podkreśla europoseł Janusz Lewandowski.
Partner serwisu
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.