باکتری‌ها نیروی محرکه‌ی ربات‌ها می‌شوند!

 شاید تصور کنید که چنین کاری فقط در رمان‌های علمی-تخیلی روی می‌دهد، اما محققان به کمک باکتری‌های شناگر روشی برای تامین نیروی موتورهای کوچک پیدا کرده‌اند. گروهی پژوهشی برای نخستین بار توانست با تنظیم شرایط نوری زمینه را برای حرکت ساختارهای پیشران مانند، درجهت یکسان مهیا نماید. این ریز موتورهای جدید را می‌توان به تعداد انبوه و قیمت پایینی ساخت و از آن‌ها برای تحویل داروهای هدفمند برای درمان بیماری استفاده کرد.
«روبرتو دی لئوناردو» نویسنده‌ی ارشد از دانشگاه اسپینزاى رم گفت: «ما می‌توانیم تعداد بسیار زیادی روتور بسازیم که قابلیت کنترل مستقل داشته باشند.روتورها بخش متحرک موتورهای الکتریکی یا ژنراتورهای برقی هستند. روتورها از نور به‌عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند. طرح ما در مقایسه با اقدامات قبلی، از سرعت چرخش بالا و کاهش چشم‌گیر نوسانات بهره می‌برد.»
وی ادامه داد: «این ربات‌های کوچک می‌توانند کمتر از ۱ میلی‌متر باشند، اما تاثیر شگرفی در انواع زیادی از کاربردها دارند؛ از بهبود وضعیت تحویل دارو و تشخیص بیماری گرفته تا حرکت دادن اشیای حجیمى مثل اتومبیل؛ به همان شیوه‌ای که گروه مورچه‌ها عمل می‌کنند.» در طی یک دهه‌ی گذشته، محققان به بررسی این نکته پرداخته‌اند که چگونه می‌توان از باکتری برای تامین نیروی ماشین‌ها و دستگاه های کوچک استفاده نمود. یکی از مطالعات نشان داد که می‌توان از سیگنال‌های نوری برای کنترل حرکت باکتری‌ها استفاده کرده و تحولی در حرکت ربات‌های کوچک ایجاد کرد.
اگرچه محققان توانستند این ربات‌ها را به حرکت در آورند، اما آنان به دلیل حرکات نامنظم باکتری‌ها قادر به پیش راندن آن‌ها با سرعت یکسان نشدند. سیالات پر شده از باکتری می‌توانند منبع سوخت قابل استفاده‌ای برای ربات‌های کوچک باشند، به شرطی که همه باکتری‌ها در جهت یکسانی حرکت کنند.
دی لئوناردو و همکارانش برای فائق آمدن بر این مشکل ربات کوچکی ساختند که میتواند گونه‌ای باکتری «اشریشیاکولاى» حساس به نور و دارای حرکت آرام را در خود جای دهد. در لبه‌های بیرونی واحد چرخش این ربات کوچک، پانزده محفظه با سطوح شیب‌دار وجود دارد. وقتی باکتری به سمت موتور حرکت کرد، سطوح شیب‌دار آن‌ها را ابتدا به درون محفظه‌ها هدایت کرد.
حرکت تاژک‌های آن‌ها باعث چرخش موتورها شد. محققان در مراحل بعدی تعدادی موتور کوچک و باکتری‌های شناگر را در معرض منبع انرژی قرار دادند. آنان با الگوریتمی بازخورد میزان نور را تنظیم کردند. با تنظیم نور، محققان توانستند موتورها را تقریباً با سرعت یکسانی در جهت یکسان به حرکت در آورند. این وسایل به‌عنوان محرک‌های یک‌بار مصرف و ارزان برای جمع‌آوری و تنظیم سلول‌ها در آزمایشگاه‌های زیست پزشکی کاربرد دارند. این مقاله در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است.

مطالب مرتبط

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *