TEMABROJA
Oliver Klajn
Mikrorobotika / Čuda sa Dalekog istoka
Robot veličine ljudske ćelije
Univerzitet Čonam je nastao 1952. godine,
objedinjavanjem niza manjih
koledža. Spada u deset najvećih univerziteta
Južne Koreje. Ova obrazovna
institucija nastoji da ojača saradnju
nauke i industrije i da pruži studentima podsticaj da
pokrenu privatnu poslovnu inicijativu. Otuda i podsticaj
istraživanju mikrorobota. Njihova primena bi
trebalo da bude u medicini ali i za tehnologiju ćelija
vodoničnog goriva za automobile.
Naučnici iz Gvangdžua uspeli su, pre šest godina,
da naprave prvog mikrorobota za lečenje krvnih sudova
koji deluje unutar samih sudova. Manji je od 1 mm
i može da ostane u telu do deset dana. U stanju je da,
pored ostalog, obavlja razne testove i ispušta lek kada
naiđe na krvni ugrušak. Spoljašnji deo mikrorobota
je sačinjen od silikona (polidimetilsiloksan). Ima telo
pravougaonog oblika i šest “nogu”, tri pozadi i tri napred.
Zadnje noge su tri puta duže od prednjih. Kreću
se tako što stezanje robotovog “mišića” dovodi do savijanja
prednjih nogu. To odmah prouzrokuje reakciju
zadnje tri noge.
U okviru univerziteta deluje Robotska istraživačka
inicijativa. Prošle godine su osmislili specifičan, minijaturni
endoskop. Reč je o optičkom, cevastom, osveteljenom
medicinskom instrumentu. Svrha je pregled unutrašnjih
organa, po principima klasične endoskopije.
Lečenje džojstikom
Ovaj korejski univerzitet je napravio komercijalani
aranžman sa jednom kompanijom koja se bavi proizvodnjom
medicinskih aparata čije je sedište u mestu
Jinšeon, u centralnom delu države. Vrednost posla
iznosi oko milijardu južnokorejskih vona (blizu milion
dolara). Lekari će, zahvaljujući ovom otkriću, moći
da džojstikom pomeraju endoskop u telima pacijenata.
Očekuje se da bi, u narednih desetak godina, zarada
od proizvoda koje su sastavili stručnjaci i studenti
sa Čonama mogla da dostigne neverovatnih četiri i po
milijarde dolara!
Grad Gvangžu je podržao dostignuća svojih akademskih
građana. U poduhvat su uključeni i drugi
univerziteti u gradu, tamošnje kompanije i lokalne vlasti.
Iz toga je proistekla Gvangdžu tehnološka holding
kompanija koja sada ima 13 podružnica.
Čonam je 2009. godine osnovao Institut za
vodonik i gorive ćelije. Tu je ispitivano pretvaranje vodonika
u električnu energiju. Cilj je bio: dobijanje izvora
energije koja ne zagađuje. Čuvena kompanija “Hjundai” iz Seula želi da proizvodi automobile napravljene
da se kreću pogonjeni vodoničnim gorivom koji bi trebalo
da proizađu iz saradnje sa naučnicima sa Čonama,
ali i sa ostalima iz Gvangdžua. I da mikroroboti koriste
vodonično gorivo kroz sistem koji se zasniva na gorivim
ćelijima.
Robot u zagušenoj arteriji
Velika ostvarenja na polju mikrorobotike postigli
su istraživači iz Tegu Gjeongbuk instituta za nauku i
tehnologiju. Ovaj institut koji se nalazi u četvrtom po
veličini gradu u Južnoj Koreji (Tegu) osnovan je 2004.
Iz Koreje je krenula i inicijativa za međunarodnju saradnju
čiji je cilj pravljenje mikrorobota koji će moći
da izađu na kraj sa zagušenim arterijama. Oni će imati
oblik i kretati se poput vadičepa a čitav posao bi trebalo
da bude završen za pet godina.
Tegu Gejongbuk institut za nauku i tehnologiju je
na čelu projekta u kome sudeluju čak jedanaest raznih
ustanova iz sveta a u kome su uzeli učešća neki od najvećih
umova svetske robotike. Po tri ili više robotizovanih
mikroplivača je povezano u lanac od gvozdenih
oksida zahvaljujći magnetnoj sili i hemijskim vezama.
Veoma podsećaju na brojanice ili perle. Toliko su
sićušni da se kreću kroz krvotok a spoljašnje magnetno
polje dovodi do toga da rotiraju. Njihovo kretanje je
uvijanje koje podseća na donji deo vadičepa. Upravljanje
magnetnim poljem omogućava da se spajaju razli
čiti lanci koji proizvode veću silu ali i da se određuju
brzina i pravac mikrorobota. Jedan od najznačajnijih
učesnika ovog projekta je korejski stručnjak Min Jun
Kim, profesor mehaničkog inženjeringa u SAD. Kao i u
slučaju mikrorobota sa Čonama, važno je da se ne izazove
reakcija imunološkog sistema. Sama neorganska
struktura mikroplivača omogućava da se to spreči.
Min Jun Kim je na ideju da napravi ovu vrstu mikrorobota
došao na osnovu funkcionisanja bakterije
koja izaziva Lajmsku bolest i ima spiralni oblik. Nauč
nici iz Tegua žele da način delovanja jedne vrlo zloćudne
bakterije “prenesu” na mikroplivače koji će, sa svoje
strane, bušiti gde je zapušeno ali i omogućiti pristup
sondi tako što će očistiti ono što blokira arterije. Mikroroboti
će biti ubačeni kateterom a sonda treba da završi
posao da bi se odblokirale arterije. Nakon toga mikroplivači
imaju treba da ubacuju lekove protiv zgrušavanja
krvi kako ne bi ponovo došlo do blokade. Korejski
stručnjaci se nadaju da će ovaj postupak osetno pove
ćati procenat izlečenja i smanjiti vreme koje je potrebno
za oporavak.
U laboratorijskim uslovima su odgojene ćelije ljudskog
bubrega po mikrorobotskom modelu. Došlo je do
interakcije i potom do rasta ćelija. Trenutno se vrše ispitivanja
na miševima i zečevima. Jedan od glavnih
istraživača u Hong Kongu veruje da će biti potrebno da
prođu decenije dok sve ovo bude isprobano na ljudima.
Rizična strana ovog ambicioznog naučnog poduhvata
je u tome da je teško pratiti mikrorobota nakon
što se ubaci u organizam
Mikrohirurški simulator i kolibri
Početkom devedestih godina prošlog veka, japanska
vlada je pokrenula projekat okupljanja državnih i
privatnih obrazovnih institucija koje bi pravile prototipove
mikrorobota, tj. nano ili minirobota, kako ih još
nazivaju. Polovinom prethodne decenije počelo se sa
razradom plana uvođenja učenja o ovome u osnovnim
i srednjim školama kako bi se učenicima olakšalo razumevanje
prirodnih nauka.
Jedan od najvećih inovatora na polju robotike uop
šte je japanski naučnik Tošio Fukuda koji je uspeo da
učini pokrete robota znatno prirodnijim. I sa mikrobotima
je postigao velike rezultate. Zahvaljujući njegovim
mikropokretačima i mikrosenzorima, moguće je
funkcionisanje veoma sićušnih, gotovo nevidjivih sistema.
Fukuda se bavio i trodimenzionalnim upravljanjem
ugljeničnih nanocevi za nanosenzore i nanopokretače.
Ovaj velikan japanske i svetske robotike se, u
svojoj laboratoriji u Nagoji, najviše bavi istraživanjima
medicinskih i mikrorobota.
Fukuda je osmislio i mikrohirurški simulator za
krvne sudove. Pre dve i po decenije napravio je robota
prečnika 7 mm, koji je ulazio u cevi medicinsakih
uređaja. Ali mikrorobot koji bi delovao unutar katetera
je daleko teže i skuplje dostignuće. Visoka cena i
oblik glave katetera predstavljaju teške prepreke, misli
Fukuda. Kao i korejski stručnjaci, i on je svestan zna
čaja endoskopa koji su sve manji i prodiru sve dublje.
U gradu Čiba, 40tak km od Tokija, nalazi se univerzitet
u čijoj je laboratoriji napravljen mini robot koji
po svemu podseća na pticu kolibri. U stanju je da 30
puta zamaše krilima u sekundi, kao pravi kolibri. Iako
na prvi pogled deluje kao igračka, ovaj mikrorobot ima
vrlo ozbiljnu primenu u potrazi za kriminalcima i spasavanju
ljudi iz ruševina uništenih zgrada. Napravljen
je 2009. godine. Poseduje mikromotor i četiri krila. Te
ži manje od 3 gr! Dva godine nakon što je napravljen,
ugrađena mu je mikrokamera. Veruje se da bi robot kolibri
mogao da uzme učešća i u misiji leta na Mars.
Oliver Klajn
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
