Pixabay

Mikro robot ini dapat digunakan untuk terapi dan membantu mendiagnosis serta mencegah penyakit.

Ilmuwan terus mengembangkan teknologi baru untuk membantu kebutuhan di sektor mesdis. Yang terbatu, peneliti dari Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) dan Universitas Rutgers berhasil mengembangkan sejenis robot berukuran sangat kecil yang sangat elastis.

Mikro robot tersebut diperkirakan dapat merevolusi dalam cara pengiriman obat di dalam tubuh manusia di mana secara langsung menuju jaringan yang sakit, mampu memaksimalkan gerakannya dan mencapai daerah yang terbatas. Terlebih, karena bahannya memilki kemampuan untuk menyesuaikan dengan kecocokan tubuh penerimanya (biokompatibel).

Di EPFL Perancis, mikro robot ini didesain oleh tim Selman Sakar dan tim Bradley Nelson di ETHZ. Mikro robot merupakan perenang kecil yang halus, cerdas dan biokompatibel. Memiliki kekhasan untuk dapat berubah bentuk secara leluasa, sehingga mampu bergerak bebas di dalam pembuluh darah, termasuk ketika berada pada sebuah lingkungan yang sempit dan kompleks tanpa harus kehilangan kecepatan maupun kemampuan manuvernya.

Dikutip dari laman Sciencedaily, mikro robot yang dikembangkan itu mampu secara mekanis menstimulasi sel dan microtissue. Alat-alat ini didukung oleh otot buatan seukuran sel, dapat melakukan tugas manipulasi yang rumit dalam kondisi fisiologis pada skala mikroskopis.

Menurut Selman Sakar, ketua tim peneliti EPFL, alat-alat tersebut terdiri dari mikroactuator dan perangkat robot lunak yang diaktifkan secara nirkabel oleh sinar laser.

“Mikro robot ini uga dapat menggabungkan chip mikrofluida, yang berarti mereka dapat digunakan untuk melakukan tes kombinatorial yang melibatkan stimulasi bahan kimia dan mekanik throughput tinggi dari berbagai sampel biologis,”ungkap Sakar.

Penelitian tim EPFL ini telah dipublikasikan di Lab on a Chip dan di jurnal Science Advances belum lama ini. Bahan baku robot mikro tersebut terbuat dari bahan nanokomposit hidrogel yang mengandung nanopartikel magnetik. Bahan ini memungkinkannya untuk dikendalikan dengan cara menerapkan medan elektromagnetik.

Berubah Bentuk

Dalam studinya, para peneliti mengusulkan sebuah metodologi yang dapat memprogram morfologi dari robotnya sendiri, sehingga mampu untuk mengoptimalkan gerakannya dalam setiap kondisi lingkungan yang berbeda. Baik itu berada dalam cairan yang kental, aliran tinggi atau sangat padat.

“Robot kami memiliki struktur dan komposisi khusus yang menentukan bagaimana mereka berubah bentuk dalam kondisi tertentu. Jadi, ketika kekentalan atau konsentrasi osmotik dari lingkungan berubah, misalnya – robot mengubah bentuknya untuk mempertahankan kecepatan dan kemampuan manuvernya, dan tetap stabil jika terjadi perubahan arah,” kata Sakar.

Sakar menambahkan, perubahan bentuknya dapat diprogram terlebih dahulu, untuk memaksimalkan kinerjanya tanpa perlu menggunakan sensor dan aktuator rumit. Robot dapat dikontrol menggunakan medan magnet, atau menavigasi sendiri melalui rongga, menggunakan laju aliran yang ada. Dalam kedua kasus, robot secara alami akan memilih bentuknya yang paling sesuai.

Menurut Bradley Nelson, peneliti lainnya, alam telah menciptakan berbagai macam mikroorganisme yang dapat berubah bentuk sesuai dengan kondisi lingkungannya. “Prinsip sederhana ini menginspirasi kami. Tantangan utama adalah mengembangkan fisika yang menggambarkan jenis perubahan ini, dan kemudian mengintegrasikannya ke dalam teknologi manufaktur baru kami,” ungkapnya.

Robot miniatur memiliki keuntungan karena mudah dibuat, dan dengan biaya lebih rendah. Untuk saat ini, para peneliti masih bekerja untuk meningkatkan kinerjanya untuk berenang dalam cairan yang kompleks seperti yang ditemukan dalam tubuh manusia.

Gel Cerdas

Selain tim EPFL, tim insinyur dari Universitas Rutgers-New Brunswick Amerika juga berhasi menciptakan sebuah manusia-seperti 3D-dicetak gel cerdas yang bisa berjalan di bawah air serta mengambil dan memindahkan objek.

Dalam risetnya, tim Rutgers menyebutkan, teknologi baru ini dapat mengarah pada pengembangan robot lunak yang dapat meniru kemampuan gurita untuk berjalan di bawah air dan menabrak benda-benda tanpa menyebabkan kerusakan.

Selain itu, gel pintar dapat digunakan untuk menciptakan otot buatan di jantung dan perut, serta untuk mendiagnosis penyakit, mendeteksi dan memberikan obat, dan melakukan pemeriksaan bawah air.

Para peneliti mengembangkan sistem untuk hidrogel elektroaktif 3D-cetak, bahan padat yang terbuat dari sekitar 70 persen air yang dapat berubah dan bergerak bentuk ketika diaktifkan oleh listrik.

Selama proses pencetakan, para peneliti memproyeksikan cahaya ke solusi peka cahaya yang menjadi gel. Kemudian, mereka menempatkan gel di elektrolit, atau larutan air asin, dan menerapkan listrik melalui dua kabel tipis.

Howon Lee, asisten profesor di Departemen Teknik Mesin dan Aerospace (MAE) Universitas Rutgers menjelaskan, listrik memicu gerakan seperti berjalan ke depan, berjalan mundur, dan meraih serta memindahkan objek, sementara kecepatan dikendalikan dengan mengubah dimensinya. Misalnya, lebih tipis dari tebal. Selain itu, gel dapat melengkung atau berubah bentuk tergantung pada kekuatan larutan elektrolit dan medan listrik.

“Penelitian ini menunjukkan bagaimana teknik cetak 3D kami dapat memperluas desain, ukuran dan fleksibilitas dari gel pintar ini,” papar Lee, yang juga penulis senior studi tersebut. Lee menyebut, teknik pencetakan 3D mikro mereka memungkinkan mikro robotnya dapat membuat gerakan yang belum pernah terjadi sebelumnya. (koran-jakarta.com)