تحرک اسپرم را شبیه سازی می‌کند| ربات‌های کوچک برای درمان باروری و دارورسانی

به گزارش مجله خبری نگار، به گفته دانشمندان، این ربات‌ها می‌توانند دارو‌ها را با دقت تحویل دهند، اقدامات پزشکی را با آسیب کمتر انجام دهند و حتی به درمان‌های باروری کمک کنند.

اما برای اینکه این ربات‌ها که به عنوان "میکرو شناگران هوشمند" (SAM) شناخته می‌شوند، موثر باشند، دانشمندان باید بدانند که چگونه در مایعات بیولوژیکی پیچیده رفتار می‌کنند، به ویژه زمانی که به صورت گروهی حرکت می‌کنند.

ابرو دمیر، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه لیهای، از ربات‌های میکروشنا مجهز به هوش مصنوعی برای پاسخ به سؤالات مربوط به فیزیک پیشرانه که این دستگاه‌ها برای موثر شدن در کاربرد‌های پزشکی به آن نیاز دارند، استفاده می‌کند.

دمیر می‌گوید داشتن یک ربات شناگر نزدیک به ربات دیگر بر نحوه حرکت و سرعت آن تأثیر می‌گذارد، همانطور که پرندگان همسایه در پرواز بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند. او توضیح داد: "پرندگان در یک سازند V پرواز می‌کنند، زیرا باعث صرفه جویی در انرژی می‌شود، اما ما نمی‌دانیم پیکربندی بهینه برای گروهی از ربات‌های شنا چیست. "

تیم دمیر قصد دارد ربات‌های شنا به اندازه سانتی متر را آزمایش کند که قادر به حرکت مستقل و مجهز به کنترل‌های دقیق هستند. هوش مصنوعی برای تقویت الگوریتم‌های یادگیری تقویتی برنامه ریزی شده است. این ربات‌ها که اندازه آنها بین ۱۰ تا ۲۰ سانتی متر است، در مایعاتی آزمایش می‌شوند که مایعات بدن انسان مانند خون را تقلید می‌کنند.

برخلاف آب، این مایعات غیر نیوتنی ویسکوزیته خود را با توجه به فشاری که به آنها وارد می‌شود تغییر می‌دهند و بر نحوه عملکرد ربات‌ها تأثیر می‌گذارند.

همانطور که ربات‌ها به طور مستقل حرکت می‌کنند، هوش مصنوعی به طور مداوم حرکت آنها را تجزیه و تحلیل می‌کند و وضعیت آنها را برای افزایش سرعت و قدرت بهینه می‌کند. اگر ربات یک شناگر به ربات دیگری نزدیک شود، ممکن است به طور خودکار شروع به شتاب گرفتن کند. با ادامه رویکرد، ممکن است به نقطه‌ای برسد که بیش از حد به ربات دیگر نزدیک شود و باعث کاهش سرعت آن شود تا از برخورد یا تداخل جلوگیری شود. پس از آن، ربات به موقعیت بهینه‌ای باز می‌گردد که به آن اجازه می‌دهد به طور موثر حرکت کند.

این فرآیند به ربات‌ها اجازه می‌دهد تا به طور خودکار استراتژی حرکتی خود را به صورت فردی یا جمعی تنظیم کنند و می‌توانند با شرایط اطراف سازگار شوند تا به عملکرد بهینه دست یابند.

در حین شنا، ربات‌ها دائما با محیط تعامل دارند، الگوریتم‌ها را اجرا می‌کنند و موقعیت خود را در سازند و سرعت یا کارایی حرکت خود را محاسبه می‌کنند. هدف یافتن بهترین استراتژی برای حرکت سریع و موثر با هم است.

هدف این کار توسعه ربات‌های شنا است که می‌توانند به داخل بدن انسان برسند، در رگ‌های خونی مانور دهند تا شیمی درمانی را مستقیما به تومور‌ها برسانند یا لخته‌ها را بدون نیاز به رقیق کننده‌های خون حل کنند. این فناوری همچنین می‌تواند به اسپرم با تحرک ضعیف کمک کند تا در درمان‌های باروری به تخمک برسد.

منبع: Interesting Engineering