Майбутній хірург. Учені з Нідерландів розробили роботизовану руку з графена

Дослідники з Ейндховена розробили м’яку роботизовану руку, виготовлену з рідких кристалів і графена, яка може стати основою для майбутніх хірургічних роботів.

Результати їхньої роботи опубліковані в журналі ACS Applied Materials & Interfaces.

М’які роботи, що використовуються в хірургії, можуть запропонувати значні переваги, але точне управління ними залишається складним завданням. Більшість сучасних м’яких роботів містять метали, що обмежує їх застосування у водних середовищах, таких як людське тіло.

Команда дослідників TU/e, під керівництвом доктора філософії Лаури ван Хазендонк, розробила м’яку роботизовану руку з графену і рідких кристалів. Ці матеріали, обидва органічні, відкривають можливості для безпечного використання пристрою в хірургічних операціях.

Роботи вже активно використовуються в різних галузях, від промислового виробництва до медичних операцій, таких як мінімально інвазивні хірургічні втручання з використанням роботизованої системи да Вінчі. Ван Хазендонк зазначає, що суспільство стає дедалі залежнішим від роботів і шукає нові способи їхнього застосування, що вимагає використання різноманітних матеріалів, як-от рідини та гелі, які легко деформуються.

Мета м’якої робототехніки полягає у створенні роботів з деформованих матеріалів, здатних адаптуватися до складних умов. Особливо це важливо в хірургії, де потрібна точна маніпуляція, що не завжди можливо для твердих роботів.

Ван Хазендонк та її команда обрали рідкі кристали і графен для створення м’якого захватного пристрою з чотирма керованими пальцями. Рідкі кристали, які можуть поводитися як рідини або тверді тіла залежно від умов, ідеально підходять для створення м’яких роботів. Графен використовується для нагрівальних елементів, які змінюють структуру рідких кристалів, змушуючи пальці згинатися при подачі електричного струму.

Головною проблемою було забезпечення безпечного нагріву графенових елементів. Дослідники успішно вирішили це завдання, домігшись роботи пристрою за напруги менше 15 вольт. Захват може піднімати невеликі предмети масою від 70 до 100 міліграмів, що корисно для точних медичних операцій.

Це дослідження відкриває нові горизонти для біомедичних і хірургічних застосувань м’якої робототехніки. У майбутньому команда планує створити повністю друкованого робота, включно з 3D-друком рідкокристалічного шару.