Robots

في تطور رائد في مجال الروبوتات والتكنولوجيا الطبية، ابتكر باحثون في جامعة ليدز روبوتاً ناعماً ونحيفاً يحاكي سلوك نباتات الكرمة الزاحفة، ويتمتع هذا الروبوت المبتكر، المزود بجلد مغناطيسي، بالقدرة على إحداث ثورة في تشخيص وعلاج أورام السرطان، وخاصة في المناطق التي يصعب الوصول إليها في جسم الإنسان.

ويتمتع الروبوت المستوحى من الكرمة بقدرة فريدة: فهو ينمو أثناء تحركه، وهذا يسمح له بالتنقل عبر مسارات ضيقة ومعقدة للغاية، مثل تلك الموجودة في أعماق القصبات الهوائية في الرئتين، ومن اللافت للنظر أن الروبوت يمكنه المرور عبر فجوات أرق بنحو 40% من قطره أثناء الراحة، مما يجعله مثالياً للوصول إلى الأورام في أكثر أجزاء الجسم صعوبة في الوصول إليها.

ويعد الجلد المغناطيسي للروبوت ميزة أساسية تسمح للعلماء بالتحكم فيه باستخدام مغناطيسات خارجية، وتمكن هذه القدرة على التوجيه المغناطيسي الروبوت من المناورة عبر مسارات معقدة، بما في ذلك التنقل عبر منحنى "S"، وهو تحدٍ كبير للأدوات الطبية التقليدية، ويتم تحقيق هذا التحكم الدقيق من خلال تطبيق المجالات المغناطيسية الخارجية وتدرجات المجال على المواد النشطة مغناطيسياً المضمنة داخل جلد الروبوت.

ووفقاً للأستاذ الدكتور بييترو فالداستري، مدير مختبر STORM التابع للجامعة والمشرف على البحث، فإن هذه التكنولوجيا الجديدة تمثل تقدماً كبيراً في الملاحة الجراحية التي يمكن أن تفيد الملايين من الناس، والإجراءات الحالية، مثل تنظير القصبات الهوائية، محدودة بصعوبة توجيه الأدوات عبر مجاري الهواء المعقدة في الرئتين، ويمكن لروبوت الكرمة، بقدرته على النمو والتنقل عبر الممرات الضيقة، أن يحسن بشكل كبير من فعالية ومدى مثل هذه الإجراءات.

ويبلغ قطر روبوت الكرمة حوالي 8 مم ومصنوع من ركيزة من البولي إيثيلين مغطاة بطبقة من السيليكون مدمجة بجسيمات دقيقة مغناطيسية، وله العديد من التطبيقات المحتملة، وبمجرد الوصول إلى الموقع المستهدف، يمكن استخدام الروبوت لأخذ عينات من الأنسجة أو تقديم العلاجات، مما قد يؤدي إلى نتائج علاجية أفضل، ويمكن أن يقلل هذا من أوقات التعافي ويقلل من المخاطر الجراحية، مما يحسن سلامة وفعالية الإجراءات الطبية.

وتسلط نتائج البحث، المنشورة في IEEE Robotics and Automation Letters، الضوء على نجاح منهجية التوجيه المغناطيسي التي اقترحها الباحثون، ولقد أظهروا قدرة الروبوت على التنقل في بيئات معقدة والتوجيه حول العوائق الكبيرة دون قص، باستخدام التحكم المتزامن في كل من المجال المغناطيسي والضغط المتزايد، وتضمنت الدراسة الملاحة الناجحة لتشعبات متعددة داخل القصبات الهوائية، مما يوضح دقة الروبوت وإمكاناته في السيناريوهات الطبية في العالم الحقيقي.

وأكد الباحث في مرحلة الدكتوراه مايكل بروكدورف، المؤلف الرئيسي للدراسة، على إمكانات هذه التكنولوجيا، ومن خلال استخدام خوارزمية تخطيط المسار ومنصة مغناطيسية دائمة خارجية مزدوجة، تمكن الباحثون من التحكم بدقة في الجهاز الطبي المغناطيسي بطريقة آمنة، وقد أثبتوا ذلك من خلال توجيه روبوت مغناطيسي ناعم عبر المسارات الدقيقة لوهم الدماغ إلى قاعدة تمدد الأوعية الدموية، حيث يمكن نشر العلاجات المناسبة.