Исследовать внутренние органы и ткани пациента, не применяя хирургическое вмешательство, уже возможно. Для этого существуют даже миниатюрные видеокамеры размерами не больше обычной таблетки и свободно проникающие через весь пищеварительный тракт. Разработчики идут дальше: из отдельных элементов, проглоченных больным, прямо в его желудке будут собираться роботы-хирурги.

Магниты соединяют отдельные сегменты «змеевидного» робота, который самостоятельно соберется в единый механизм уже в животе пациента
Такой искусственный желудок используется для тестирования процесса самосборки

Израильская компания Given Imaging, которой принадлежит честь создания первых в истории «камер в таблетке», ведет в настоящее время разработку технологии, которая позволила бы контролировать движение видеокамеры внутри тела пациента с помощью инструмента, расположенного снаружи. Подобными исследованиями заняты многочисленные научные группы по всей планете, пытаясь заставить капсулы двигаться самыми разными способами, или по команде прикрепляться к тканям организма.

Научившись контролировать движение начиненных электроникой капсул, медики получат великолепный инструмент для постановки диагноза, а возможно — и для лечения. Однако и в этом случае возможности отдельных капсул останутся ограниченными из-за того, что в их ограниченный объем будет чрезвычайно сложно «втиснуть» необходимое количество инструментов и датчиков.

Один из вариантов решения этой задачи предлагает команда ученых из Италии, Франции, Швейцарии и Испании, совместно ведущих работу по проекту ARES. Они решили применить довольно остроумное решение: пусть капсулы сами собираются в более крупные, сложные и эффективные устройства уже внутри пациента, а закончив работу, снова распадаться и выводиться из организма.

В идеале, каждая отдельная капсула будет иметь свою специализацию: одна вести съемку, другая обеспечивать питание, третья забор анализов и так далее. Гибкость соединения позволит всей системе безболезненно двигаться сквозь кишечник, действуя строго в том его месте, которое заинтересует врачей.

«Однако прежде чем всерьез говорить о столь сложных роботах, — говорит один из участников проекта ARES Золтан Наги (Zoltán Nagy), — нам требуется решить ряд фундаментальных проблем, связанных с механизмом самосборки. И, кажется, у нас нашелся способ сделать это».

Для организации гибкой и управляемой связи между капсулами «сегментного» робота ученые решили использовать обычные магниты: они не требуют дополнительной энергии и прекрасно наблюдаются извне организма.

Затем разработчики перешли к оценке различных вариантов формы самих капсул и расположения магнитов в них. Они выбрали 12 вариантов, каждый из которых прошел около 50-ти тестов на сборку и разборку в специально созданной модели желудка. Интересно, что самым удобным вариантом признан обычный цельный магнит, расположенный вдоль оси капсулы: он давал 75-процентный успех при сборке, а после некоторых доработок — и 90-процентный.

Что и говорить, работа долгая и сложная. Но и результат обещает быть поразительным, особенно если вы больны. А пока одним из самых крохотных полноценных роботов в мире может считаться устройство, о котором мы рассказывали в заметке «Микро».

По публикации Technology Review