İsviçreli bilim insanları, mikro kabarcıklar içeren ve ultrasonla kontrol edilebilen yapay kaslar geliştirdi. Yaşam Bilimleri ve Sağlık Hizmetleri Akustik Robotik Profesörü Daniel Ahmed liderliğindeki bir ekip, bu yeni yapay kas sınıfının gelecekte teknik ve tıbbi ortamlarda tutucu kollar, doku yamaları ve robotlar olarak kullanılabileceğini belirtiyor.
ETH Zürih'teki araştırmacılar, her biri bir insan saçı kalınlığında küçük gözenekler içeren özel bir silikon membran kullanarak yapay kasları oluşturdular. Membran suya daldırıldığında, bu gözeneklerde küçük mikro kabarcıklar hapsoluyor. Ses dalgalarına maruz kaldıklarında, bu mikro kabarcıklar salınım yapmaya başlayarak kası hareket ettiren yönlendirilmiş bir akış üretiyor.
KABLOSUZ VE HASSAS KONTROL
Bu mikro kabarcıkların boyutu, şekli ve konumu hassas bir şekilde kontrol edilebildiği için, düzgün kıvrımlardan dalga benzeri desenlere kadar değişen hareketler üretmek mümkün hale geliyor. Kasların milisaniyeler içinde tepki vermesi ve kablosuz olarak kontrol edilebilmesi, teknolojinin en önemli avantajlarından.
Araştırmacılar, yapay kasların çeşitli kullanım alanlarını gösteren bir dizi başarılı deney gerçekleştirdi. Bu deneylerden biri, yumuşak ve minyatür bir kavrayıcı kolun bir zebra balığı larvasını nazikçe hapsedip sonra tekrar serbest bırakmasıydı. Çalışmanın baş yazarlarından biri olan Zhiyuan Zhang, kıskaçların ne kadar hassas ve nazik bir şekilde çalıştığını görmenin büyüleyici olduğunu ve larvanın zarar görmeden yüzerek uzaklaştığını belirtti.
SESSİZCE SÜZÜLEN VATOZ ROBOTU
Ekip, aynı zamanda dalgalı hareketleri sergilemek için minik bir vatoza benzeyen bir robot da inşa etti. Yaklaşık dört santimetre genişliğindeki bu robotun iki yapay kası, vatozun göğüs yüzgeçlerinin işlevini taklit ediyor. Araştırmacılar ultrasonik uyarım uyguladığında, kasta dalgalı bir hareket oluşuyor ve bu da minyatür robotun suda herhangi bir kablolama olmadan süzülmesini sağlıyor.
Profesör Ahmed, dalgalı hareketin önemli bir başarı olduğunu, çünkü bunun mikro kabarcıkları yalnızca basit hareketler için değil, aynı zamanda canlı bir organizmadaki gibi karmaşık hareketler için de kullanabileceklerini gösterdiğini söyledi.
TIBBİ UYGULAMALARDA UMUT
Araştırmacılar, ‘vatoz robotları’ olarak adlandırılan bu cihazların, gastrointestinal sisteme yerleştirilerek ilaçların mutlak hassasiyetle salınması veya minimal invaziv prosedürlerin desteklenmesi gibi uzun vadeli beklentileri olduğunu belirtiyor. Ekip, vatoz robotunun yuvarlanarak, hastanın midesinde çözünen özel bir kapsülün içine yerleştirilerek mideye nasıl taşınabileceğini de değerlendirdi.
Araştırmacılar ayrıca, farklı boyutlardaki mikro kabarcıkları sırayla uyararak bir domuz bağırsağının kıvrımları arasında gezinebilen tekerlek benzeri bir silikon yapının yeteneklerini gösterdiler. Çalışmanın diğer başyazarı Zhan Shi, bağırsağın dar, kıvrımlı ve düzensiz yapısı nedeniyle özellikle karmaşık bir ortam olduğunu, bu nedenle tekerlekli robotun orada hareket edebilmesinin etkileyici olduğunu açıkladı.
Ahmed, yaptıkları temel araştırmalarla yapay kasların ilaç dağıtımından gastrointestinal sistemde harekete ve kalp yamalarına kadar uzanan çok yönlülüğünü gösterdiklerini özetledi. Biyouyumluluğu esneklik ve kablosuz kontrolle birleştiren bu teknoloji, gelecekteki tıbbi ve teknik uygulamalar için büyük bir potansiyel barındırıyor.
