Połknij lekarza – teraźniejszość i przyszłość robotów w nas
Ostatnio zakończyłem serię silosów przez Hugh Howisey, samodzielną opublikowaną kolekcję Novellas, które szczegółowe życie w najbliższym przyszłościowym, po apokalipticowym świecie, gdzie to wszystko Pozostałości ludzkości były wypchane w Silosean Silos. Ma wspaniałą fabułę z zabawnymi zwrotami akcji i mnóstwo szczegółów, aby utrzymać haker i wentylator Sci-Fi.
Jednym z takich szczegółów jest nanoroboty, używane w późniejszych ilościach serii jako zarówno narzędzia do rozszerzania życia, jak i szczelnie określonej broni biologicznej. Podobnie jak wszystkie dobre czytania, silos jest głównie napędzany znakiem, więc Howie nie spędza dużo z Eink na opisie tych mikroskopowych maszyn – wystarczy wystarczająco szczegółowo, aby przenieść działkę. Ale opuściło mnie, że zastanawiając się nad potencjałem nanorobotiki, a gdzie jesteśmy dzisiaj z dziedziną, która sięga pomysł Richarda Feynmana, że ludzie pewnego dnia “połknąć lekarza” w wykładzie z 1959 r. I esej o nazwie “Jest mnóstwo pokoju w Dolny.”
Roboty dla serc i odwagi
Więc w ciągu 56 lat dostaliśmy gdziekolwiek na bramkę do spożytkowego chirurga? Czy nanoroboty są w dużej mierze niespełnione obietnice jak hoverboards i latające samochody? Jak prawie wszystko, odpowiedź zależy od tego, jak na to patrzysz.
Jeśli zdefiniujemy robota jako autonomiczne lub półpomyślne urządzenie, które może wyczuwać zmiany w środowisku i odpowiedzieć w jakiś sposób, odpowiedź jest głośna “tak”. Implantable tomakers, dostępne od 1958 r., Z pewnością pasują do tego opisu: monitorują wzory elektryczne z naturalnego rozrusznika serca i stymulują serce przez elektrody, gdy jest to konieczne. Autonomiczny? Sprawdzać. Wyczuwa środowisko? Tak. skutki zmianę? Z pewnością – zwłaszcza gdy uważasz, że niektórzy rozruszniki mają wbudowane defibrylatorów, którzy mogą wstrząsnąć serce z powrotem do rytmu. Brzmi dla mnie jak robot.
Kurczący się stymulator. Źródło: Medronics.
Jeśli chodzi o skalę, przyznaję, że wszczepiane rozruszniki rozrusznika są dalekie od skali nanometru, ale tam dotrzemy. Miniaturyzacja zabrała nas z urządzenia wielkości talii kart wymagających chirurgicznego implantacji w klatce piersiowej w dół do Micra Midtronic, stymulatorem pigułkowym, który włożony bezpośrednio do serca za pomocą minimalnie inwazyjnej procedury cewnikowania. Może nie być skalą nano, ale tendencja jest we właściwym kierunku.
Kamera endoskopowa kapsułki. Źródło: Mayoclinic.org.
Niektórzy mogą argumentować, że autonomia zakłada zdolność poruszania się w środowisku, ale z pewnością nie jest czymś wszczepialnym rozrusznika stymulowanego w optymalnych warunkach. Jego misja nie wymaga mobilności, więc jego projekt ma sens. Aby uzyskać przykład aktualnie dostępnego mobilnego endorobota, musielibyśmy rozciągnąć definicję trochę dołączyć maleńkie kamery bezprzewodowe używane podczas endoskopii kapsułki. Jest to procedura stosowana jako substytut tradycyjnego egzaminu endoskopowego; Kamera w kształcie pigułki jest połknięta i wysyła wideo całego przewodu pokarmowego do odbiornika na pasku. Kamera jest mobilna, ale tylko na mocy ruchów mięśni trawiennych. Nie można go sterować – jest w niejasnej podróży jednokierunkowej. Nawiasem mówiąc, instrukcje pacjenta mogą czekać na kamerę, a następnie wykup go; To brzmi marnowate dla mnie, a każdy haker o wartości jego lub jej kotlety chciałby odzyskać aparat i rozdzielić go. Pomyśl o możliwościach!
Zestaw robota kapsułki
Kurczące stymulatory i malutkie spożycie studiów telewizyjnych oferują spojrzenie na jakie przyszłe mobilne endoroboty mogą wyglądać. W końcu nie jest zbyt trudno, aby myśleć o urządzeniu mikra, pilotującym się wokół ciała z siłownikami chirurgicznymi, a nie elektrycznymi. Dodaj kamerę, aby wysłać zdjęcia do wykwalifikowanego chirurga lub używać analizy obrazu na pokładzie, i jesteśmy naprawdę blisko możliwości “połknięcia lekarza”.
Dodanie napędu do endorobota wielkości kapsułki zapewniłoby mobilność potrzebną do w pełni autonomicznej operacji; Moja pierwsza myśl jest mikro wielkości czołgami bieżnikami na zewnątrz kapsułki, która chwyciłaby ściany niezależnie od naczynia, w której robot stał się w środku kapsułki do drugiego działałoby.
Zestaw narzędzi robota kapsułki. Źródło: Vanderbilt Univ.
Aby przyspieszyć rozwój endorobotów wielkości kapsułki, zespół w Vanderbilt University opracował platformę Otwartego Source dla robotów kapsułek. Elastyczna płytka drukowana, która może być zwijana, aby zmieścić się w kapsułce, ma miejsce na wiele modułów, które mogą być mieszane i dopasowane do pracy pod ręką. Obecne moduły obejmują podsystemy zarządzania energią i komunikacji; Flota czujników, w tym akcelerometry, żyroskopie i magnetometry; i sterowniki do szczotkowanych i bezszczotkowych silników DC do siłowników i napędów. Dostarczyli nawet ramy internetowe do projektowania systemów za pomocą modułu i symulując swoje funkcje. Rozdzdzona wersja systemu SuitabDostępne będą również le dla studentów i hobbystów.
Pomimo tych zaliczek obietnica – i zagrożenie – nanorobotów, jak opisano w serii Silo, jest nadal materiałem Sci-Fi. Nasza tendencja ma miniaturyzować nasze gadżety, więc mój zakład jest taki, że będziemy nadal zmniejszyć te roboty z kapsułki, dopóki nie zaczniemy naciskać skali nanometru. Do tego czasu roboty kapsuły są nadal ładne, i jest dużo potencjału do robotów w tej skali.