Robot có lớp da từ tính mô phỏng cây leo có thể điều trị khối u

Hình ảnh minh họa của một robot nhỏ.

Robot với da từ tính

Được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Leeds, robot với da từ tính được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa việc chẩn đoán và điều trị ung thư và các khối u. Da từ tính của robot giúp các nhà khoa học điều khiển chúng bằng cách sử dụng nam châm bên ngoài. Phát minh mới này được cho là đủ linh hoạt để điều hướng một đoạn uốn cong chữ ‘S’. Điều này có thể cho phép robot điều trị các khối u ở những phần sâu nhất, khó tiếp cận nhất của phổi.

Robot mềm, mảnh mai này phát triển khi di chuyển và cũng có thể len qua các khe hẹp gần 40% so với đường kính khi nghỉ ngơi. Điều này giúp robot điều hướng các đường dẫn hẹp, phức tạp sâu bên trong cơ thể con người, chẳng hạn như cây phế quản, theo nghiên cứu.

“Những robot mới này đại diện cho một bước tiến đáng kể trong công nghệ điều hướng phẫu thuật có thể mang lại lợi ích cho hàng triệu người,” giáo sư Pietro Valdastri, Giám đốc Phòng thí nghiệm STORM của Đại học Leeds và là giám sát viên nghiên cứu, cho biết.

“Có một số thủ tục hiện tại có thể hưởng lợi rất nhiều từ công nghệ này trong tương lai. Ví dụ, các công nghệ hiện tại để nhìn vào bên trong phổi của bệnh nhân hoặc lấy mẫu – nội soi phế quản không thể dễ dàng tiếp cận hầu hết các đường dẫn khí vì rất khó để điều hướng công cụ bằng cách đẩy nó vào cơ thể bệnh nhân.”

Robot dây leo sử dụng áp suất khí nén

Robot được gọi là "robot dây leo" sử dụng áp suất khí nén bên trong để phát triển và từ tính để điều hướng. Trong khi nhiều tổ chức đang xem xét sử dụng robot dây leo cho các ứng dụng lâm sàng, các nhà nghiên cứu tại Leeds và UCSD tin rằng họ là những người đầu tiên kết hợp chúng với từ tính. Các phát hiện của nghiên cứu làm nổi bật thành công của phương pháp điều khiển từ tính mà các nhà nghiên cứu đề xuất.

Tiến bộ trong công nghệ điều hướng phẫu thuật

Robot mới này đại diện cho một bước tiến đáng kể trong công nghệ điều hướng phẫu thuật có thể mang lại lợi ích cho hàng triệu người, theo Valdastri. Nhà nghiên cứu tuyên bố rằng robot có tiềm năng cải thiện độ an toàn và hiệu quả của các thủ tục y tế – từ chẩn đoán đến sinh thiết và điều trị, giảm thời gian hồi phục và giảm thiểu rủi ro phẫu thuật.

Được công bố trên tạp chí IEEE Robotics and Automation Letters, nghiên cứu khẳng định rằng việc điều khiển bên ngoài các robot như vậy thông qua việc sử dụng các vật liệu hoạt động từ tính được nhúng trong da của robot dây leo. Điều này dẫn đến một cấu trúc hoàn toàn linh hoạt, có thể điều hướng và phát triển, có thể được kích hoạt thông qua ứng dụng của các trường từ và gradient từ bên ngoài.

Ứng dụng trong y tế

Các nhà nghiên cứu đã phát triển robot dây leo với đường kính 8 mm, được chế tạo từ lớp nền polyethylene phủ một lớp silicon được nhúng các vi hạt từ tính. “Chúng tôi chứng minh khả năng của robot của chúng tôi để điều hướng các môi trường phức tạp và điều hướng xung quanh các chướng ngại vật lớn mà không tạo ra lực cắt bằng cách điều khiển đồng thời cả trường từ và áp suất phát triển,” các nhà nghiên cứu nói trong nghiên cứu.

Robot trở nên từ tính bằng cách phủ nó trong silicon được nhúng với hàng triệu vi hạt từ tính, nhỏ đến mức bạn có thể đặt khoảng 20 hạt trên một sợi tóc của con người. Khi đến vị trí mục tiêu, robot có thể được sử dụng để lấy mẫu mô hoặc cung cấp điều trị, điều này có thể dẫn đến kết quả điều trị tốt hơn, nghiên cứu cho biết.

“Nghiên cứu này cho thấy rằng bằng cách sử dụng thuật toán lập kế hoạch đường đi mà chúng tôi đã phát triển, nền tảng Nam Châm Vĩnh Cửu kép có thể được sử dụng để kiểm soát chính xác các thiết bị y tế từ tính một cách an toàn,” tác giả chính của nghiên cứu, nhà nghiên cứu Tiến sĩ Michael Brockdorff nói.

“Chúng tôi đã chứng minh điều này bằng cách điều hướng một robot mềm từ tính thông qua các đường dẫn nhỏ của mô hình não đến gốc của một phình động mạch. Từ đây, các loại thuốc hoặc thiết bị y tế thích hợp có thể được triển khai để điều trị nó, hoặc liệu pháp có thể được cung cấp.”

(Theo SCMP)