رباتهای ریزمقیاس هوشمند انقلاب در درمان باروری و دارورسانی هدفمند, شناگران رباتیک در مقیاس ریز، که بر پایه سلولهای باکتریایی و اسپرمی طراحی شدهاند، با بهرهگیری از هوش مصنوعی برای بهینهسازی حرکت در مایعات بیولوژیکی پیچیده، افقهای نوینی در پزشکی کمتهاجمی و درمانهای باروری گشودهاند.
چالش حرکت جمعی در محیطهای بیولوژیکی مهندسان برای تحقق پتانسیل کامل این ریزشناگرهای هوشمند (SAM)، باید دینامیک حرکت گروهی آنها را در سیالات بدن مانند خون درک کنند. برخلاف محیطهای ساده، خون یک سیال غیر نیوتنی است که ویسکوزیته خود را بر اساس تنش اعمالی تغییر میدهد و این امر مستقیماً بر کارایی شناگرها تأثیر میگذارد.
ابرو دمیر، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه لیهای، با پشتیبانی از بنیاد ملی علوم (NSF)، روی توسعه الگوریتمهای یادگیری تقویتی برای کنترل مستقل این رباتها تمرکز دارد. هدف این است که دستگاهها بتوانند به صورت خودمختار و در تعامل با همسایگان خود، بهترین استراتژی شنا را بیابند؛ همانند پرندگانی که به صورت پرواز میکنند تا انرژی صرفهجویی کنند.
مکانیزم هوشمند تطبیق و بهینهسازی این رباتها با ابعاد ۱۰ تا ۲۰ سانتیمتری، مجهز به ریزکنترلکنندهها و مغز هوش مصنوعی هستند که به طور مداوم حرکات را تحلیل کرده و شکل بدنه را برای حداکثر کارایی تطبیق میدهند. وقتی یک شناگر به همسایه خود نزدیک میشود، الگوریتم هوشمند شدت شنا را تعدیل میکند تا موقعیت بهینه حفظ شود. این قابلیت به خوشههای رباتیک اجازه میدهد تا به صورت هماهنگ، سریع و کارآمد در جریانهای پیچیده مانور دهند.
کاربردهای درمانی از شیمیدرمانی هدفمند تا کمک به باروری توسعهدهندگان تصور میکنند این فناوری در آینده امکان تزریق مستقیم دارو به تومورها، حل لختههای خونی بدون نیاز به رقیقکنندهها، و مهمتر از همه، کمک به اسپرمهای دارای تحرک پایین در درمانهای باروری را فراهم کند. در این سناریو، شناگر رباتیک به عنوان یک ناوبری دقیق، اسپرم سالم ژنتیکی را به سمت تخمک هدایت میکند تا مانع از ناتوانی ناشی از ضعف حرکتی دُم اسپرم شود.
دمیر تأکید میکند که انگیزه اصلی این پژوهشها، به کارگیری مهندسی برای حل چالشهای انسانی و ارتقای کیفیت زندگی است.
