Исследователи из Наньянского технологического университета (NTU) в Сингапуре создали крошечного хирургического робота, который легко помещается на кончике пальца. Устройство длиной всего 4,4 миллиметра способно за доли секунды переключаться между пятью разными функциями. Это открывает новые перспективы для малоинвазивной хирургии и процедур внутри человеческого тела.
Как устроен многофункциональный мини-робот
В отличие от большинства существующих миниатюрных магнитных роботов, которые обычно выполняют одну-две задачи, новая разработка гораздо универсальнее. Корпус робота изготовлен из мягких силиконовых материалов — PDMS и Ecoflex. В структуру равномерно встроены микроскопические магнитные частицы, которые реагируют на слабые внешние магнитные поля.
Ключевой элемент — специальный магнитный модуль, который можно намагничивать, размагничивать и перемагничивать в разных направлениях. Каждое направление активирует определённую функцию. Кроме того, разные зоны робота способны независимо реагировать на магнитные сигналы. Это решает типичную проблему маленьких роботов, когда всё устройство начинает двигаться как единый магнит.
Инженеры добавили шестую степень свободы — вращение вокруг продольной оси (rolling). Благодаря этому робот лучше маневрирует в узких и извилистых пространствах, например, внутри кровеносных сосудов или органов.
Что умеет робот
Малыш способен:
- Передвигаться по мягким поверхностям
- Разрезать биологические ткани
- Высвобождать лекарственные вещества
- Захватывать и хранить образцы тканей
- Генерировать локальный нагрев
В лабораторных тестах на куриной печени и гелевых имитаторах тканей робот успешно выполнял все эти операции. Возможность нагрева особенно перспективна для магнитной гипертермии — метода лечения рака, при котором опухолевые клетки разрушаются повышенной температурой.
Безопасность и перспективы
Материалы робота прошли проверку на токсичность: после контакта с человеческими кожными клетками более 99% клеток остались жизнеспособными. Сейчас учёные работают над интеграцией робота с системами медицинской визуализации, датчиками и моделями искусственных органов.
«Наша долгосрочная цель — чтобы врачи могли направлять таких мини-роботов к нужному месту в организме и проводить лечение прямо на месте», — отметил руководитель исследования, доцент Люм Го Чжан (Lum Guo Zhan).
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
