Cientistas mostram, como máquinas maleáveis trabalharão com segurança dentro do corpo
O interior do corpo humano é geralmente squishy (que é um termo técnico), e nossas entranhas macias nem sempre se saem bem quando objetos duros são colocados dentro. Não só as bordas afiadas podem danificar órgãos e vasos sangüíneos, mas o sistema de defesa do corpo também pode envolver o objeto estranho com tecido cicatricial e interferir com sua função pretendida. Assim os investigadores estão trabalhando em robôs macios que podem ser tolerados melhor dentro do corpo, permitindo que as máquinas façam o contato íntimo com o tecido humano sem comprometer a segurança.
Esses três robôs experimentais são projetados para propósitos diferentes - dois são implantes, um é uma ferramenta cirúrgica em potencial -, mas todos exibem um tipo mais suave de robótica, habilitado por novos materiais e atuadores flexíveis.
Heart Hugger
Dentro das caixas de 41 milhões de pessoas em todo o mundo, os corações falhando gradualmente se tornam menos eficazes na tarefa vital de bombear sangue. Alguns pacientes com insuficiência cardíaca entrar na lista de um transplante, enquanto outros recebem bombas metálicas chamado dispositivos de assistência ventricular (VADs) para ajudar os seus órgãos vacilante. Mas VADs aumentam o risco de coágulos sanguíneos, que podem se formar como o líquido flui sobre superfícies feitas de metal e plástico.
Em busca de um melhor assistente de bombeamento, uma equipe internacional de pesquisadores inventou uma manga de silicone que desliza sobre o exterior do coração, mantendo assim o robô de contato com o sangue que flui como ele comprime rítmicamente o órgão. O design da manga é inspirado no arranjo de músculos cardíacos reais, com uma camada interna de material que se contrai usando anéis concêntricos e uma camada externa que se contrai de forma helicoidal. O dispositivo de fase inicial utiliza 14 atuadores pneumáticos (6 na camada concêntrica, 8 na camada helicoidal), que a equipe pode ativar individualmente preenchendo-os com ar, permitindo a experimentação com diferentes padrões de contrações. Em experimentos com porcos vivos, os pesquisadores demonstraram que o dispositivo pode detectar e combinar o ritmo natural do coração ou substituir um ritmo defeituoso com uma batida constante.
Doser Drug
Quando você pensa em relógios suíços, "soft" e "yielding" podem não ser os primeiros adjetivos que vêm à mente, então os pesquisadores da Columbia University obtêm notas máximas para a criatividade. Replicando um mecanismo do relógio chamado a movimentação de Genebra em um hidrogel macio, criaram um robô biocompatível que pudesse funcionar longitudinalmente para liberar doses das drogas no interior do corpo.
Gentle Grabber
Cirurgiões de hoje usam várias ferramentas de agarrar as vísceras; Eles podem usar uma ferramenta para afastar o tecido adiposo, por exemplo, enquanto usa outro para cortar tumores no rim. Enquanto os cirurgiões são escrupulosos em suas tentativas de evitar danos desnecessários à carne macia, eles podem ter um tempo mais fácil com as ferramentas suaves de Xuanhe Zhao.
Zhao, professor associado do MIT nos departamentos de engenharia mecânica e civil e ambiental, desenvolveu uma série de gadgets robóticos feitos de hidrogel, cada um fabricado sob a forma de cubos entrelaçados com interiores ocos. Para ativar um dispositivo, uma bomba de seringa injeta água no robô em certas combinações para torná-la enrolada ou esticada, produzindo movimentos rápidos e fortes. Um bot grabber, que se assemelha a uma mão de cinco dedos, demonstrou a sua destreza por agarrar um peixe dourado de natação e, em seguida, libertando-o ileso. A equipe de Zhao agora está colaborando com grupos médicos em "mãos" de hidrogel que poderiam captar órgãos em cirurgias robóticas.
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