Powstał robot jak Terminator T-1000 – rozpada się na mniejsze krople, po czym ponownie łączy się w całość

W tym artykule:

1. Jak dostarczyć leki przez naczynia włosowate
2. Medyczny robot jak Terminator T-1000
3. Co to jest ferrofluid?
4. Ciecz magnetyczna w labiryncie

Naczynia włosowate (inaczej kapilary) docierają do prawie każdej komórki ludzkiego organizmu. To idealne miejsca, przez które można by dostarczać leki do konkretnej lokalizacji. Jednak istnieje pewien szkopuł – naczynia włosowate są nadzwyczaj małe. Ich średnica to kilka mikrometrów, czyli milionowych części metra.

Jak dostarczyć leki przez naczynia włosowate

Wymyślenie robotów, które byłyby w stanie przedostać się w trudno dostępne miejsca w organizmie człowieka, to jedno z największych wyzwań, któremu próbują obecnie sprostać naukowcy działający na styku robotyki i medycyny. Wiadomo, że takie nośniki muszą spełniać kilka cech naraz. Muszą być mikroskopijnej wielkości i zdalnie sterowane. Muszą też mieć zdolność przenoszenia leczniczych substancji chemicznych i uwalniania ich w wybranym miejscu.

By spełniać te funkcje, idealnie byłoby, gdyby roboty były zmiennokształtne. Czyli by miały możliwość dostosowywania swojego kształtu – a także wielkości – do drogi, jaką się poruszają. Czy jednak stawianie takich wymagań materiałom tworzonym ludzką ręką nie jest czystą fantastyką?

Medyczny robot jak Terminator T-1000

Niekoniecznie. W najnowszym numerze czasopisma naukowego „Science Advances” ukazała się praca opisująca niezwykłego robota zbudowanego z ferrofluidu. Ma on zdolność pokonywania wąskich gardeł w labiryntach. Dzieje się tak dzięki temu, że jest w stanie zmienić swój kształt, by przecisnąć się przez wąski fragment drogi. A gdy to nie wystarczy – rozpada się na mniejsze części, by pokonać mały otwór, a za nim ponownie łączy się w całość.

Te możliwości robota widać na filmie nagranym przez naukowców. Przypomina on – po odpowiedniej poprawce wziętej na budżety Hollywoodu – sceny z filmu „Terminator 2 – Dzień sądu”. Występujący w nim cyborg składał się z inteligentnego ciekłego metalu, który nawet po rozpadnięciu się na kawałki potrafił wrócić do pierwotnej postaci.

Co to jest ferrofluid?

Na filmie nagranym przez badaczy widać czarną kulę gęstej cieczy o metalicznym połysku. Nagle zaczyna ona rozpadać się na mniejsze, identyczne krople. Zjawisko przebiega w sposób, który wydaje się uporządkowany. Następnie z małych koralików ponownie powstaje większy „blob”.

Jest to tzw. ferrofluid. Czyli zawiesina składająca się z cieczy nośnej i mikroskopijnej wielkości cząsteczek substancji ferromagnetycznej. Ferromagnetyki wykazują spontaniczny magnetyzm. Są namagnesowane nawet wtedy, gdy zewnętrzne pole magnetyczne nie istnieje. Do tej grupy substancji należy np. żelazo.

Ciecz magnetyczna w labiryncie

W tym przypadku ferrofluid był zawiesiną składającą się z jednego z tlenków żelaza – Fe₃O₄ oraz oleju węglowodorowego (hydrocarbon oil). Taki inteligentny materiał miał jednocześnie właściwości cieczy i reagował na zmieniające się pole magnetyczne.

Twoja wątroba się nie starzeje. Niezależnie od twojego wieku ma tylko trzy lata. Jak to możliwe?

Wątroba człowieka pozostaje młoda, nawet gdy reszta ciała się starzeje, sugerują nowe badania. Niezależnie od wieku właściciela, ten organ ma tylko trzy lata. Co ciekawe, naukowcy wykazali...

Naukowcy użyli obracających się, sferycznych magnesów, by sprawdzić, czy robot poradzi sobie z przejściem przez labirynt. Pokazali to na kolejnym filmie. By pokonać wąskie fragmenty labiryntu, robot wydłuża się albo dzieli na części, a następnie scala z powrotem. Rezultat okazuje się sukcesem. Inteligentna ciecz dociera do końca zaplanowanej dla niej trasy.

Naukowcy komentują, że następnym wyzwaniem jest opracowanie precyzyjnego magnetycznego systemu kontroli, który zagwarantuje, że robot – czy raczej rój tego rodzaju robotów – będzie docierał dokładnie tam, gdzie potrzeba. A także znalezienie substancji jednocześnie miękkich i jak najbardziej elastycznych, z których można by tworzyć tego rodzaju urządzenia. Gdy to się uda, będzie można zacząć myśleć o zastosowaniu tego rodzaju niezwykłych materiałów w medycynie.

Przeczytaj też o tym, że pierwsze żywe roboty potrafią się rozmnażać.

Źródło: Science Advances.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com