Mikro-Robot 3D-Printed Kecil Mempersiapkan Jalan untuk Pengiriman Obat Presisi
Peneliti Georgia Tech telah menunjukkan bahwa robot berukuran partikel debu mampu kontrol dua arah yang presisi. Dengan memanfaatkan kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh satu koil elektromagnetik, mikro-robot mobile ini adalah yang terkecil dari tipe mereka.
“Ada mikro-robot renang yang bergerak dalam fluida dengan ukuran serupa, tetapi ini adalah robot ‘berjalan’ terkecil yang bergerak pada permukaan padat,” kata Azadeh Ansari, Sutterfield Family Early Career Assistant Professor di Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering.
Studi Georgia Tech baru-baru ini diterbitkan di Journal of Micro-Bio Robotics. Saat ini, sebagian besar sistem mikro-bot yang diaktuasi magnet bergantung pada penambahan banyak elektromagnes untuk memungkinkan kontrol penuh, yang mengakibatkan konsumsi daya yang lebih tinggi dan pengaturan yang kurang fleksibel. Dapat menunjukkan bahwa satu pengaturan koil cukup untuk kontrol gerakan dua arah yang presisi adalah halangan signifikan yang harus diatasi, menurut Ansari. Dengan mikro-bot sekarang jauh lebih mudah dioperasikan, tim telah dapat menunjukkan kemampuan mikromanipulasi.
“Dengan apa yang kami tunjukkan, kita sudah dapat memikirkan untuk menerapkan mikro-bot di lingkungan laboratorium,” kata Ansari. “Anda dapat memiliki ratusan robot pada substrat yang sama bekerja seperti semut dalam koloni.”
Di Musim Semi 2019, tim Ansari menampilkan “micro-bristle-bots” yang lebih besar (dua milimeter panjang) yang dapat bergerak dengan memanfaatkan getaran. Getaran tidak lagi diperlukan untuk menggerakkan mikro-bot karena desain “rocker” yang diperbarui — sehingga mikro-rocker bots. Desain baru memungkinkan bots untuk bergerak dengan melakukan gerakan stick–slip dengan medan magnet luar bidang.
Gerakan stick-slip pada dasarnya merujuk pada dua keadaan robot; satu ketika robot berada dalam posisi tertahan/stasioner di permukaan dan yang lain ketika robot “slips” sedikit ke satu arah dan mencapai gerakan bersih, menurut mahasiswa Ph.D. Tony Wang. Ketika medan magnet dihidupkan, robot pada dasarnya akan naik dan kemudian jatuh. Gerakan ini memungkinkan cukup energi kinetik untuk memungkinkan robot bergerak.
Sama pentingnya dengan desain rocker, kertas ini menunjukkan penggunaan inovatif dari waveform offset untuk bias arah trajetori robot. Tanda offset medan magnet (positif atau negatif), serta sudut rocker terhadap permukaan, adalah yang menentukan arah mikro-bot akan berjalan. Digabungkan, desain rocker dan offset magnet membuat mikro-bot mampu gerakan yang terkontrol dengan baik, dan pentingnya dapat dipilih, percepatan dan perlambatan mikro-rocker bots dapat dikontrol lebih lanjut dengan mengubah frekuensi medan magnet.
Mikro-bot 100-mikrometer panjang dicetak 3D pada substrat kaca melalui two-photon lithography dan kemudian di-deposit dengan tipis film nikel, yang bertindak sebagai magnet semi-keras sebagai respons terhadap medan magnet eksternal. Untuk banyak aplikasi laboratorium, robot dapat langsung dicetak pada substrat yang akan pergi di bawah mikroskop, tetapi mereka juga dapat dicetak dan diangkut dengan micropipette.
“Ada banyak area mikro-robot dapat diterapkan dalam proses 2D saat ini, di bawah mikroskop, yang telah kami tetapkan,” kata Ansari. “Tetapi ada masa depan di mana mereka dapat disuntikkan ke dalam organisme hidup untuk mengirimkan obat atau memperbaiki cedera.”
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Georgia Parmelee, Georgia Institute of Technology di This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; 404-281-7818.
