sciami di microrobot nel corpo umano

Pubblicato: 03/05/2011 in invenzioni, nanotecnologie, robot, singolarità

Immaginate uno sciame di microrobot spessi quanto un capello che nuotano attraverso i vasi sanguigni per riparare eventuali danni interni, o che sfrecciano nei chip dei computer per formare un blocco di sicurezza, o che saldano rapidamente il tessuto cardiaco lacerato. I ricercatori della University of California, Berkeley, Dartmouth College, e la Duke University hanno dimostrato come utilizzare un singolo segnale elettrico per comandare un gruppo di microrobot in grado di auto-assemblarsi in strutture più grandi. I ricercatori sperano di usare questo metodo per costruire tessuti biologici.

Finora il movimento delle minuscole macchine era generato attraverso dei campi magnetici. In questo modo piccoli oggetti potevano essere “spinti” anche all’interno dei vasi sanguigni. Ma per generare il giusto campo magnetico erano richieste complesse configurazioni di bobine e componenti specifici, rendendo difficile al robot lo svolgimento di un compito.

Bruce Donald, docente di informatica e biochimica presso la Duke, ha utilizzato un approccio diverso, sviluppando un microrobot che risponde al potenziale elettrostatico ed è alimentato dalla tensione generata da una superficie elettricamente organizzata. Il professore e il suo team hanno dimostrato che sono in grado di controllare un gruppo di questi microrobot per creare forme di grandi dimensioni. Riescono a farlo modificando il design dei singoli robot, in modo che ognuno risponda a porzioni di tensione con un’azione diversa, comportandosi proprio come uno sciame intelligente. Gli algoritmi di un computer variano la sequenza di tensione, spingendo i robot a muoversi in modo complesso.

“Una buona analogia è che abbiamo multiple auto telecomandate, ma solo un trasmettitore”, spiega Igor Paprotny, uno scienziato dell’Università di Berkeley e uno dei ricercatori a capo di questo progetto, presentato la scorsa settimana. Durante il suo intervento, ha mostrato una scatolina che conteneva una minuscola e sottilissima lastra grande quanto un’unghia. Su di essa c’erano più di 100 microrobot!

“L’alimentazione dei robot elettrostatici è fornita attraverso una serie di elettrodi montati direttamente sui microrobot”, dice Jason Gorman, un ricercatore di robotica nella Divisione Sistemi Intelligenti al NIST. “Per questo sono così compatti. Ognuno è lungo 120 micrometri. Possono essere addirittura incorporati all’interno di altre cose, come i chip dei computer. Nella prima fase ci siamo impegnati per riuscire a controllare un singolo robot in una zona predefinita su un substrato, ma per le applicazioni più interessanti bisogna controllare gruppi di robot, come una colonia di formiche.

Finora, Paprotny è stato in grado di controllare fino a quattro robot in una sola volta. Il progetto successivo è quello di adattare il setup in un ambiente liquido, in modo che i microrobot siano in grado di assemblare componenti di tessuto biologico secondo modelli che imitano la natura.

“Stiamo cercando di trovare dei modi di auto-assemblaggio di unità dei tessuti“, dice Ali Khademhosseini, professore associato presso l’Ospedale Brigham and Women’s presso la Harvard Medical School e uno specialista in ingegneria dei tessuti, che sta collaborando con Paprotny. “Nel corpo, i tessuti sono organizzati in modo gerarchico. Le unità si ripetono più e più volte per generare strutture di tessuto più grande”. Il tessuto muscolare, per esempio, è composto da piccole fibre, mentre il tessuto del fegato ha una forma esagonale che si ripete. Possiamo provare a combinare le cellule con diversi materiali nei sistemi di microfabbricazione, per creare strutture assemblate utilizzando le tecniche sviluppate da Igor.”

Il professore immagina squadre di robot che lavorano in parallelo trasportando cellule e gel per fabbricare diverse parti di un tessuto. “Possiamo usare i robot per l’assemblaggio. Le cellule, una volta combinate, si staccano dai robot, e si riorganizzano ulteriormente diventando indistinguibili dal tessuto naturale“. Inizialmente verranno create piccole porzioni di tessuti cardiaci, e in seguito i muscoli e le valvole, per assemblare poi il tutto in un cuore intero. Completamente creato dai microrobot.

Ecco i microrobot in azione. Bruce Donald spiega in modo chiaro il loro funzionamento. Il video risale alle prime sperimentazioni:

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commenti
  1. GIUSEPPE JO ha detto:

    BELLISSIMO ARTICOLO… LA SCIENZA FA PASSI DA GIGANTE.. MA DA DOVE VENGONO QUESTE TECNOLOGIE?

    CIAO DANIELE…

  2. luxor33 ha detto:

    brrrrrr mi sa cyborg e poi io non me li inesterei mai

  3. Marco ha detto:

    Studio studio tanto studio e purtroppo pochi fondi

  4. Laura Buscaino ha detto:

    Moooolto interessante…
    ma come dice luxor nn mi farei inserire niente…e se impazziscono e cominciano a distruggere invece che creare? =))

  5. GIUSEPPE JO ha detto:

    non credo ke impazzirebbero… sempre se l’uomo non lo voglia…

  6. Marco ha detto:

    I campi di ricerca non vanno fermati l’importante e espandere il piu possibile i risultati per poter poi prendere le scelte piu giuste per il miglioramento delle condizioni di tutti

  7. lancelotdiarcadia ha detto:

    Indubbiamente una tecnologia interessante per riparare eventuali danni interni a tessuti e organi, ma anch’io ho dei dubbi: qualcuno più sopra dice – non credo che impazzirebbero, almeno che l’uomo non lo voglia – ecco, appunto! Se un ipotetico terrorista cibernetico riuscisse a creare un segnale in grado di far impazzire questi nanorobot, cosa succederebbe? E siamo davvero sicuri che influenze esterne come campi elettrici o elettromagnetici, radiazioni, raggi infrarossi, ultravioletti, ecc… non siano di minimo disturbo al funzionamento di questi nanorobot? Non esistono tecnologie sicure al 100% … c’è sempre una piccola probabilità che qualcosa possa andare storto!

  8. Marco ha detto:

    Se andiamo avanti così alla nascita a nostra insaputa impianteranno dei microchip sottucanei ai nostri figli e controlleranno il nostro pensiero.
    Il microchip sottocutaneo è già una realtà negli USA per gli adulti, e con la scusa che così saranno sicuri per i propri figli saremo noi a chiederlo.
    SVEGLIA GENTE!

    Vogliamo veramente finire in una sorta di Matrix?O diventare comandabili a bacchetta?Già la società, la pubblcità, le istituzioni con le loro azioni ci dirigono dove vogliono, quando avranno il completo controllo di noi dall’interno sarà finito?

    Avete visto Inception con DiCaprio??non siamo lontani!

  9. Marco ha detto:

    Ma e la divulgazione la vera arma contro tutte le paure piu sappiamo e piu siamo consapevoli delle scelte e maggiore Sara il controllo sulle menti malate

  10. sabina ha detto:

    Questa è la fantascienza che preferisco: utile all’umanità intera e intesa a costruire, proteggere, creare.

  11. alessandro ha detto:

    Ciao ragazzi,le potenzialità di questa tecnologia sono meravigliose se viste nell’ottica dello sviluppo medico,le prospettive sono davvero inprevedibili chissa fino dove possiamo arrivare.
    I pericoli di questa possibile tecnologia esistono e variano dai possibili attacchi terroristici,intenti ha modificare le nano macchine, hai pericoli dielle interferenze magnetiche,ad esempio se una possibile tempesta solare puo far impazzire i satelli in orbita, chissa cosa puo succedere a ipotetici micro robot che viaggiano nel nostro corpo?
    Inotre sussistono prblemi morali ed etici , sicuramente all’inizio ci saranno problemi ed incidenti, è cosi per ogni nuova tecnologia ma non dobbiamo fermarci,pesate che se dopo il primo volo effettuato dai fratelli Wright ci fossimo fermati hai primi icidenti,ora andreste in vacanza in aereo?

  12. alessandro ha detto:

    Per quanto riguarda questa tecnologia esisterà sicuramente un problema,chi sperimenterà per primo questa tecnologia?, è a quale rischio? io penso che sia moralmente etico provare queste tecnologie,sempre se lo vorranno, su persone con malattie incurabili,tanto provare non costa nulla….

  13. Sergio ha detto:

    Ricordo un libro che avevo letto sull’argomento: si chiama “preda” di Michael Chricton, l’autore di Jurassic Park, uno che ha sempre visto lontano.
    Parlava proprio delle nanotecnologie: in questo caso i nanobot venivano usati per creare una specie di telecamera volante e le cose prendevano una brutta piega quando questi sciami di nanomacchine cominciavano a interagire in maniera imprevista.

    La tecnologia di cui si parla è estremamente potente: permette di assemblare un’infinità di materiali: dalle batterie fino addirittura a parti anatomiche.

    Con una potenza del genere è necessario andarci davvero coi piedi per terra: è uno strumento che può fare tanto ma che può davvero fare dei grossi danni

    • lancelotdiarcadia ha detto:

      Concordo con Sergio. E’ ovvio che non si possa fermare la scienza, ma è giusto prenderla con calma, specie per tecnologie potenzialmente “invasive” come questa, e andarci con i piedi per terra. Bisognerà comunque vedere chi sarà disposto a sperimentarla sul proprio corpo… io no, grazie!

      • Federico Desanti ha detto:

        Qualsiasi tecnica può avere i suoi lati negativi o imprevedibili…è un antico discorso quello dei pro e dei contro. Entrare nel corpo umano con microelementi per curarlo è un altro tema della medicina fantascientifica. Asimov ci aveva pensato con “Viaggio allucinante”…lì gli uomini e non i robot entravano in circolo per curare uno scienziato con un ematoma al cervello che doveva essere risvegliato dal coma per svelare una certa formula segreta…Oggi forse con i nanorobot sarebbe possibile fare lo stesso…:-)non è più fantascienza!

  14. Sabrina ha detto:

    Ciao a tutti,
    sono d’accordo con Lance, Sergio e Marco. Non vorremmo mai che con la scusante della “salute” ci capitasse di perdere qualcosa di peggio: per esempio la nostra volontà, la responsabilità dell’azione e il libero arbitrio. Pensate se qualcun altro pensasse per noi ….scusate il gioco di parole ^^
    Vorrei anche dire che non sono certamente contro la ricerca medica però, vorrei ricordare che moltissime malattie che affliggono la nostra società, sono causate dal modo errato di gestire la società stessa: molti cancri sono dovuti a radiazioni, stress, onde elettromagnetiche, farmaci che risultano dannosi anni dopo la commercializzazione. Oppure in altre società diverse dalla nostra: malattie per malnutrizione, carenza di igiene, ecc… A volte prima di andare così “avanti nel futuro” per cercare nuove cure, basterebbe fermarsi a pensare ad una società civile più “a portata d’uomo”.
    Grazie, a presto.
    Sabrina.

  15. Ste' ha detto:

    Le tecnologie non sono ne buone ne cattive, tutto dipende dall’uso che se ne fa.
    Trovo che tutto questo abbiamo moltissimi aspetti positivi per la salute dell’uomo, ma finchè l’uomo non evolve come essere umano non mi fido a farmi iniettare nulla.
    Nemmeno mi faccio i vaccini quando li straconsigliano :).

  16. Luciano ha detto:

    Cha dire? Ha detto tutto Sabrina, sono pienamente daccordo sia su quanto esposto che sul “piano” della riflessione.
    Mi limito pertanto a prendere atto di un processo di crescita scientifica davvero più veloce della possibilità di comprenderne il senso e immaginare le conseguenze.
    Ciao a tutti

  17. lancelotdiarcadia ha detto:

    Anch’io concordo con Luciano: Sabrina ha senz’altro espresso in modo più che chiaro quali sono le obiezioni di chi, come me, non è transumano “duro e puro”.

    • Sigismondo ha detto:

      Concordo anche io con voi sopra. Resta comunque sacra la volontà di scegliere se usare o meno certe tecnologie, ferma restando l’informazione chiara e trasparente che DEVE esserci. Ma temo che su questo punto dobbiamo fare molta, moltissima strada ancora.

  18. paolo95 ha detto:

    MOLTO INTERESSANTE….NN VEDO L ORA K PUBBLIKI QUALCOSA DI NUOVO!

  19. antonio stola ha detto:

    caro daniele,la crisi alimentare che hai visto in india,potrebbe,secondo me,fra qualche decennio affliggere anche l’italia.potrebbe sembrarti singolare,ma, dai paesi poveri,oltre a spiritualita’ ,possiamo apprendere, tecniche di coltivazione,che da noi,sono state abbandonate.ammiro l’india,poichè fa vivere dignitosamente, con alimentazione dignitosa, centinaia di milioni di persone,in clima e terreni per lo piu’ semidesertici. se ti interessano le opinioi di una cassandra dell’agraria, il blog è:http://discussioniagronomiche.myblog.it.ciao,antonio stola.

  20. MARIO ha detto:

    ASPETTIAMO IL TUO RITORNO 🙂

  21. paolo95 ha detto:

    e da tanto k nn ti fai sentire cn qualke argomento nuovo!

  22. Mattia M. ha detto:

    Aspettiamo a gloria un tuo nuovo post!

  23. Cristian ha detto:

    Ciao Daniele ho saputo da poco che hai scoperto insieme alla squadra di mistero una nuova catacomba a Cagliari!!!! Fantastico credo che sia grandioso ancora ad oggi la dove le macchine i compiuter e tutto ciò che di più tecnologico abbiamo creato nn possano mai battere il senso di ricerca che l’uomo ha nel proprio cuore e l’ intuizione che ognuno di noi ha!! Perciò spero sempre di più nel buon senso delle persone e che le tecnologie del futuro siano a nostra disposizione per fare del bene e non per renderci schiavi!! PS posso sapere se la trasmissione sta facendo delle selezioni come inviato e se si io sono a Roma dove posso recarmi? Grazie mille a presto

  24. lancelotdiarcadia ha detto:

    Purtroppo credo che Daniele abbia ormai perso affezione per il blog… o forse sono gli impegni lavorativi (la conduzione di Mistero, ecc..) o altre questioni personali. Non importa: noi aspettiamo sempre fiduciosi, anche perché gli argomenti trattati sollevavano discussioni e domande non di poco interesse.
    Intanto saluto con amicizia tutti coloro che ogni tanto passano ancora da queste parti. 🙂

  25. Dragonfly ha detto:

    Daniele aspettiamo il tuo ritorno!!!
    Intanto ben tornato con Mistero!!!!! ^_^

  26. Pasquale ha detto:

    Complimenti x la nuova edizione di Mistero! Aspettiamo nuovi post su Postumano con ansia! Ciao Daniele!

  27. Antonio ha detto:

    Io ritengo che chi soffre di qualche grave malattia non vede l’ora di provare qualsiasi cosa per stare bene e guarire. Poi ogni scoperta ha sempre due facce, dipende dall’uso che se ne fa. Non per questo dobbiamo frenare la scienza, bisogna solo essere attenti e sicuri prima di usare una nuova tecnologia. Anzi a volte le applicazioni pratiche delle nuove conoscenze sono lente.Ho letto di tante possibili cure per il cancro ma la situazione resta sempre quella delle cure non efficaci e tossiche. Quindi si dovrebbe osare di più e forse si salverebbero molte vite umane.

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