Bağırsakta solucan bulunması, bir insanın isteyeceği son şeylerin başında gelir. Buna karşılık Massachusetts Institute of Technology (MIT) mühendislerinin tasarladığı, bağırsaklarda dolaşabilen yeni bir robot solucan, insanlara gerçekten yardımcı olabilir.
BIOSENTER adı verilen bu yumuşak robot, dar, kıvrımlı ve sıkışık ince bağırsak boyunca tıpkı bir toprak solucanı ya da yılan gibi gövdesini kasıp uzatarak otonom biçimde ilerlemek üzere tasarlandı. Bu hareketi, içi boş gövdesinin iki yanında yer alan dört şişirilebilir bölmeye sırayla hava pompalayarak yapıyor. İçeri girdikten sonra bu kıvrak robot fotoğraf çekebiliyor, ilaç verebiliyor ve küçük biyopsi örnekleri alabiliyor. Üstelik bir insanın ağzından ya da makatından içeriye tek başına süzülebiliyor.
Tüm bunlar kulağa ürkütücü gelse de geliştirici ekip, robotun ince bağırsağı muayene etmede mevcut standart olan çift balonlu enteroskopi yöntemine kıyasla daha hızlı ve daha az zahmetli bir alternatif sunduğunu belirtiyor. Bağırsak hastalıkları ile kanser vakalarının arttığı bir dönemde, sorunları erken teşhis eden her yöntem hayat kurtarma potansiyeli taşıyor.
Ekip, robota dair detayları bu hafta Science Robotics dergisinde yayımladı.
Sindirim Kanalı Kalabalık bir Bölge
İnce bağırsak, teşhis koymanın özellikle zor olduğu bir organ. Yaklaşık 6 metre uzunluğa ulaşabilmesine rağmen karın bölgesinin dar bir kısmında sıkıca kıvrılmış halde durur. Aynı zamanda mide ve kalın bağırsakla çevrelendiği için bu organa ulaşmak güçleşir. Oysa tedavi edilmeyen kanamalar, lezyonlar ve tıkanıklıklar büyük sağlık sorunlarına yol açabilir. Günümüzde organı incelemenin en yaygın yolu çift balonlu enteroskopidir. Sağlık çalışanları, endoskopu sindirim kanalında ilerletmek için iki balonu art arda şişirip söndürür. Bu yöntem sonuç verse de yavaş ilerler ve el ile sürekli müdahale gerektirir.
MIT makine mühendisi ve çalışmanın ortak yazarı Giovanni Traverso, yaptığı açıklamada durumu şöyle ifade ediyor: “Aşmaya çalıştığımız temel zorluk, ince bağırsağın 6 ile 7,5 metrelik o bölümünü daha otomatik bir yöntemle nasıl değerlendirebileceğimizdir.”
Ekip çözüm için doğaya, yani yılanlara yöneldi. Bu pullu sürüngenler, gövdelerinin iki yanındaki kasları sırayla kasarak hareket eder. Pullu yapıları korunmanın yanı sıra sürünürken onlara ekstra tutunma kabiliyeti sağlar. MIT araştırmacıları evrimin bu doğal sonucunu inceleyerek insan sindirim kanalının dar ve kaygan yollarında verimli çalışacak bir tasarım gördü.
Bağırsak Sağlığı için Kıvrılarak İlerleyen Robot
Yılanlardan ilham alan ekip, içi boş gövdeye sahip, yumuşak ve kauçuk yapıda bir robot üretti. Solucanı andıran gövdesi yaklaşık 9,4 santimetre uzunluğa ve 1,27 santimetre çapa sahip. Bu boyutlar, robotun hem ince bağırsakta hem de yemek borusu gibi vücudun diğer dar geçitlerinde ilerlemesini sağlayacak kadar kompakt bir yapı sunuyor. Boru biçimli gövdesinin iki yanında sıralanan dört şişirilebilir bölme, dönüşümlü kombinasyonlarla şişip inerek robotun ileri gitmesini ve yön değiştirmek üzere bükülmesini sağlıyor. Yılan temasına sadık kalınarak robotun dış yüzeyi, tutunmayı artıran pul benzeri bir kaplamayla donatıldı.
Robotun başında ve kuyruğunda, katlamanın yanı sıra kesme tekniklerini de kullanan kirigami adlı Japon origami türünden esinlenilmiş genişleyebilir bölümler bulunuyor. Şişebilen bu parçalar bağırsak duvarını sırayla kavrayıp gevşeterek robota dayanak oluşturuyor ve gövdesini ileri doğru çekmesini sağlıyor. İçi boş gövde çeşitli araçları barındırıyor: görüntüleme kameraları, ilaç püskürtücü ve doku örnekleri alan minik kıskaçlar. Sistemin tamamı bir kablo aracılığıyla harici sisteme bağlı kalıyor. Temelde otonom hareket üzere tasarlansa da sağlık çalışanları robotu bir Xbox kontrolcüsünü andıran el cihazıyla da yönetebiliyor.
MIT lisansüstü öğrencisi Ahmad Mujtaba Jebran sözlerine şunları ekliyor: “Kirigami kılıflarla yüzey sürtünmesini artıran robot, ince bağırsağın hassas dokusunu aşırı germeye gerek kalmadan, hareket etmek için belirli noktalarda dokuya tutunarak çekiş kuvveti oluşturabiliyor.”
Ekip, sindirim kanalı anatomisi insana benzediği için robotu anestezi altındaki canlı domuzlar üzerinde test etti. Denemeler sırasında robot, domuzların bağırsaklarında 11 dakika boyunca ilerledi; gerçek zamanlı görüntüler kaydetti, küçük doku biyopsileri aldı ve belirli noktalara sıvı iletti.
BIOSENTER, bağırsaklarda ilerleyebilen ilk robot değil. 2021 yılında Çin’deki University of Macau’dan bir ekip, takla atarak hareket eden bir Afrika örümceğinden esinlenerek benzer şekilde hareket eden bir robot prototipi tasarladı. Bu robot, vitamin hapı büyüklüğünde bir kapsül aracılığıyla vücuda veriliyor ve manyetik alan yardımıyla ince bağırsak dahil sindirim kanalı boyunca ilerliyor. Örümcekten esinlenen robot, pek de hoş olmayan bir şekilde, sonunda dışkıyla vücuttan atılıyor.
Zaten hiç kimse bilimin her zaman güzel görünmek zorunda olduğunu söylemedi.
Kaynak: https://www.popsci.com/technology/mit-robot-snake-intestines/
