Thursday, May 19, 2022
HomeTechnologyIlmuwan mengembangkan robot yang dapat beradaptasi yang terinspirasi oleh pertumbuhan tulang manusia

Ilmuwan mengembangkan robot yang dapat beradaptasi yang terinspirasi oleh pertumbuhan tulang manusia

Menggunakan pertumbuhan tulang pada kerangka manusia sebagai sumber inspirasi, para peneliti di Linköping University di Swedia dan Okayama University di Jepang telah mengembangkan kombinasi bahan yang mengambil berbagai bentuk hingga menjadi kaku. Awalnya lunak, unsur-unsur mengeras melalui proses yang menggunakan bahan yang mirip dengan yang ditemukan di tulang kita.

Bahan yang mirip dengan yang ditemukan di kerangka manusia digunakan untuk membuat robot mikro lunak yang dapat beradaptasi yang kemudian menjadi kaku. Teknik dapat berguna untuk pemulihan patah tulang. Gambar: Danfeng Cao, José Martinez, Emilio Satoshi Hara dan Edwin WH Jager

Menurut para ilmuwan, ketika kita lahir, kita memiliki celah di tengkorak kita yang ditutupi oleh potongan-potongan jaringan ikat lunak yang disebut ubun-ubun. Berkat ubun-ubun itulah tengkorak kita praktis dapat dihancurkan saat melewati jalan lahir dalam kelahiran alami. Setelah lahir, ubun-ubun secara bertahap menjadi tulang keras.

Sekarang, para peneliti telah menggabungkan bahan-bahan yang secara bersama-sama menyerupai proses alami ini. “Kami ingin menggunakan ini untuk aplikasi di mana bahan harus memiliki sifat yang berbeda pada titik waktu yang berbeda. Pertama, bahannya lembut dan fleksibel, dan kemudian diperbaiki di tempatnya ketika mengeras,” jelas Edwin Jager, profesor di Departemen Fisika, Kimia dan Biologi (IFM) di Universitas Linköping.

Menurut Jager, bahan ini bisa digunakan, misalnya, pada patah tulang yang rumit. "Itu juga bisa digunakan dalam robot mikro – yang lunak ini bisa disuntikkan ke dalam tubuh melalui jarum suntik tipis, dan kemudian mereka akan membuka dan mengembangkan tulang keras mereka sendiri."

Tulang-tulang tengkorak manusia fleksibel hingga hancur ketika melewati jalan lahir. Kemudian mereka mengeras dan menjadi keras. Gambar: KieferPix – Shutterstock

Robot mikroskopis dapat digunakan untuk memperbaiki patah tulang

Ide tersebut muncul saat kunjungan penelitian ke Jepang, saat Jager bertemu dengan Hiroshi Kamioka dan Emilio Hara, sarjana yang melakukan penelitian tentang tulang. Peneliti Jepang telah menemukan sejenis biomolekul yang dapat merangsang pertumbuhan tulang dalam waktu singkat. Dengan menggabungkan biomolekul ini dengan penelitian material Jager, mereka menemukan bahwa mereka dapat mengembangkan material baru dengan berbagai kekakuan.

Dalam studi berikutnya, yang diterbitkan dalam Advanced Materials , para peneliti membangun semacam "robot mikro" sederhana yang dapat mengambil berbagai bentuk dan mengubah kekakuan. Para peneliti memulai dengan bahan gel yang disebut alginat.

Di satu sisi gel, bahan polimer tumbuh. Bahan ini bersifat elektroaktif, dan volumenya berubah ketika tegangan rendah diterapkan, menyebabkan robot menekuk ke arah yang ditentukan.

Baca lebih lajut:

  • Tulang 'hidup' diciptakan oleh para ilmuwan dengan printer 3D
  • Perusahaan menciptakan tangan robotik dengan otot yang terbuat dari air bertekanan
  • Di Jerman, robot avatar pergi ke sekolah bukannya anak yang sakit

Di sisi lain gel, para peneliti menempelkan biomolekul yang memungkinkan bahan gel lunak mengeras. Biomolekul ini diekstraksi dari membran sel jenis sel yang penting untuk perkembangan tulang.

Ketika bahan direndam dalam media kultur sel — lingkungan yang menyerupai tubuh dan mengandung kalsium dan fosfor — biomolekul menyebabkan gel termineralisasi dan mengeras seperti tulang.

Salah satu aplikasi yang mungkin menarik bagi para peneliti adalah penyembuhan tulang. Idenya adalah bahwa bahan lunak, yang ditenagai oleh polimer elektroaktif, akan mampu bermanuver di ruang patah tulang yang rumit dan berkembang. Ketika material mengeras, itu bisa menjadi dasar untuk membangun tulang baru.

Dalam studi mereka, para peneliti menunjukkan bahwa bahan tersebut dapat membungkus dirinya sendiri di sekitar tulang ayam, dan tulang buatan yang berkembang kemudian tumbuh bersama dengan tulang hewan.

Dengan menetapkan pola pada gel, para peneliti dapat menentukan bagaimana robot mikro sederhana akan menekuk ketika tegangan diterapkan. Garis tegak lurus pada permukaan material membuat robot menekuk setengah lingkaran, sedangkan garis diagonal membuatnya menekuk seperti pembuka botol.

“Dengan mengontrol bagaimana material berputar, kita dapat membuat robot mikro bergerak dengan cara yang berbeda, dan juga mempengaruhi bagaimana material terlepas pada tulang yang patah. Kami dapat menggabungkan gerakan-gerakan ini ke dalam struktur material, membuat program rumit untuk mengarahkan robot-robot ini tidak diperlukan,” kata Jager.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang biokompatibilitas kombinasi bahan ini, para peneliti sekarang melihat bagaimana sifat mereka bekerja sama dengan sel hidup.

Sudahkah Anda menonton video baru kami di YouTube ? Berlangganan saluran kami!

Postingan Ilmuwan Kembangkan Robot Adaptif yang Terinspirasi oleh Pertumbuhan Tulang Manusia muncul pertama kali di Tampilan Digital .

Ranjita Paul
Ranjita Paul
author.ranjita is an graduate of the University of engineering. Then, she gained an interest in entertainment. She writes an article about entertainment. Moreover, she also writes about celebrities.
RELATED ARTICLES
- Advertisment -
Google search engine

Most Popular

Recent Comments