“سبيدر روبوت” بحجم الكبسولة يمشى داخل الجسم لاكتشاف الأمراض

كشف البروفيسور فالداستري، رئيس الروبوتات والأنظمة المستقلة في جامعة ليدز بالمملكة المتحدة، إنه  توصل لروبوت صغير، يبدو وكأنه لعبة عنكبوت،  والذى يعتبر واحدا من عدد من الأجهزة الصغيرة المصممة للدخول إلى الجسم لاكتشاف الأمراض وحتى علاجها، وذلك وفقا لما ذكرته صحيفة “ديلى ميل” البريطانية.

وقالت الصحيفة، تأتي الروبوتات الصغيرة – المعروفة باسم روبوتات الكبسولة – مزودة بكاميرا وجهاز استشعار، يصف البروفيسور بيترو فالداستري أحد تصميماته لروبوت مصغر قادر على التنقل عبر جسم الإنسان، وهو واحد من 20 نموذجًا أوليًا صممه مع الإمكانات لتشخيص المرض أو “حتى علاجه“.

وأوضح، البروفيسور فالداستري، رئيس الروبوتات والأنظمة المستقلة في جامعة ليدز، إن من تصميماته الأخرى، التي تشبه زوجًا من الأسنان الحادة، يحمل مشابك جراحية للجسم إلى حيث يلزم العلاج  لوقف النزيف، تأتي جميع الروبوتات الصغيرة – المعروفة باسم روبوتات الكبسولة – مزودة بكاميرا وبعضها يحمل أيضًا مستشعرًا يمكنه اكتشاف النزيف أو الرقم الهيدروجيني للأنسجة (والذي يمكنه تحديد التشوهات، وقد يعطي فكرة عما إذا كان من المحتمل أن يكون سرطانيًا).

يحتاج روبوت الكبسولة أيضًا إلى حمل جهاز إرسال لاسلكي صغير قادر على إرسال هذه المعلومات إلى العالم الخارجي – حتى يتمكن الجراح من رؤية ما يحدث في الوقت الفعلي – وجهاز استقبال، بحيث يستجيب لأوامر المضي قدمًا والعودة.

يقول البروفيسور فالداستري: كانت الفكرة هي إرسال الروبوت العنكبوتي إلى القولون لفحص نمو الورم، وستساعد الأرجل على خلق مساحة للسماح للروبوت بالانتقال عبر مساحة ضيقة.

سبيدر روبوت

وأضاف البروفيسور فالداستري، إن الروبوت، يحمل مصدر بطارية للطاقة، وخزان لتخزين الأدوية، وبعد ذلك، إذا تم اكتشاف شيء مريب – إما عن طريق الروبوت نفسه أو من قبل الطبيب – يمكن للروبوت إخراج الدواء عند الحاجة، حيث إن هذه الروبوتات صغيرة جدًا بحيث يمكن ابتلاعها أو إدخالها عبر أي فتحة بالجسم .

وقالت الصحيفة، إنه سيتم اختبار روبوتات أخرى مصغرة للبروفيسور على متطوعين بشريين للمرة الأولى الشهر المقبل، كما أن تصميماته ليست هي الوحيدة قيد التطوير، يتنقل بعضها حول الجسم بشكل مستقل، بينما يتم توصيل البعض الآخر بحبل طويل أو سلك يوفر الطاقة – ولكن جميعها لديها القدرة على تغيير كيفية تشخيصنا وعلاج الحالات الشائعة، من فحص النمو إلى انسداد الشرايين وحتى تقديم الأدوية الحيوية مثل العلاج الكيميائي بالضبط عند الحاجة، تم تصميم الروبوت الذي يجري تجربته الشهر المقبل لتقديم بديل بدون ألم لتنظير القولون، حيث يتم إدخال أنبوب به كاميرا في القولون لفحص التشوهات.

يستغرق تنظير القولون حوالي 45 دقيقة ويمكن أن يكون مزعجًا وغير مريحا، لذلك عادة ما يتم تخدير المريض، يتم إجراء حوالي 900 ألف عملية تنظير للقولون كل عام في المملكة المتحدة.

يقول البروفيسور فالداستري: “تنظير القولون مؤلم لأنه يتم إدخال أنبوب صلب في القولون، والذي يحتوي على العديد من الانحناءات.

على النقيض من ذلك، فإن روبوت الكبسولة هو جهاز صغير على شكل أسطوانة بقياس 2.5 سم في 1.5 سم – حجم حبة عريضة،موضحا ، إنه  “مع روبوت الكبسولة سيكون غير مؤلم، لذا لن يحتاج المريض حتى إلى التخدير“، كما يستغرق تدريب شخص ما على إجراء تنظير القولون وقتًا طويلاً، بالنسبة للتجارب البشرية، سيتم دفع الروبوت المتطوع إلى القولون، يتم توصيله بحبل مجوف مرن، ثم يتم “تحريكه” حول القولون بواسطة مجال مغناطيسي يتحكم فيه الطبيب باستخدام عصا التحكم.

يقول البروفيسور فالداستري: إنه يتسابق حول القولون مثل سيارة صغيرة، ويرسل صورًا حية لما تراه  ، موضحًا أنه يمكن استخدام كاميرته الدوارة بالكامل للبحث عن الأورام الحميدة، والزوائد الصغيرة التي، رغم أنها غير ضارة بشكل عام، يمكن في بعض الحالات تتطور إلى أورام.

من سيتطوع لمثل هذه التجربة؟

 يقول البروفيسور فالداستري، إن لديه الكثير من العروض – “العديد منهم فقدوا أقاربهم بسبب سرطان القولون”)، إذا تم رصد أي سلائل مشبوهة، فيمكن تمرير أدوات صغيرة عبر الحبل المجوف لقصها بعيدًا (وإزالة السلائل على طول الحبل).

من الفوائد الرئيسية للمريض أن الروبوت – القادر على الرؤية 360 درجة بكاميراه المتحركة – أكثر شمولاً من منظار القولون التقليدي، وهو في الأساس كاميرا ثابتة على أنبوب صلب يمكنه النظر إلى الأمام فقط ، مؤكدا، “نأمل أن نكون قادرين على تصوير المزيد من القولون، حتى لا نترك أي سلائل خلفنا، كما يمكن أن يحدث حاليًا.

بمجرد وصوله إلى مفترق الطرق المسدود في نهاية القولون، يستدير الروبوت الصغير ويخرج عبر الممر الخلفي، يبدو الأمر بسيطًا، لكن الأمر استغرق 15 عامًا من البحث المضني للوصول إلى مرحلة يكون فيها جاهزًا لاختبار أحد تصميماته على البشر، كان أحد العوائق الرئيسية هو معرفة مكان وجود الروبوت في الجسم في أي وقت.

تم التغلب على ذلك من خلال تضمين جهاز استشعار داخل الروبوت، يمكن تتبع ذلك بواسطة روبوت خارجي أكبر يحرك روبوت الكبسولة باستخدام مغناطيس (يمكن القيام بذلك مع أو بدون تحكم الطبيب باستخدام عصا التحكم).

إذا نجحت دراسة خمسة إلى 15 متطوعًا سليمًا – وستكون النتائج متاحة في وقت لاحق من هذا العام – فسيتم إجراء دراسة على 100 شخص أو نحو ذلك، مع مقارنة النتائج مباشرة (كل مما تم رصده وسهولة الاستخدام) مع تنظير القولون القياسي.

أكدت الصحيفة، إنه يساعد الطلاء الزجاجي الخاص على تبريده بسرعة، وتساعد عملية التسخين والتبريد هذه على دفعه للأمام، يمكن توجيه الليزر خارجيًا لتغيير مسار الروبوت، أثبتت النتائج التي تم الكشف عنها في مجلة Scientific Reports في مايو من العام الماضي أن التصميم المبكر نجح، ويتم الآن صقله.

ولكن ليس حجم هذه الروبوتات الصغيرة فقط هو ما يجعل هذه الروبوتات الصغيرة جديرة بالملاحظة، بل إنها قدرتها على تحسين طريقة علاج الحالات – على سبيل المثال، عن طريق توصيل الأدوية مباشرة إلى الأماكن التي يصعب الوصول إليها للمساعدة في علاج التهابات المثانة المتكررة.

في مايو، أفاد علماء في جامعة كولورادو بولدر بالولايات المتحدة أنهم اختبروا روبوتًا ذاتي الحركة أرق من شعرة الإنسان يمكنه أن يخترق الجسم بسرعة ويمكنه فعل ذلك.

يحتوي الروبوت الخاص بهم على ثلاث زعانف (انظر المربع ، أسفل اليسار) لا تدفعه للأمام فحسب ، بل تساعده عند الحاجة على الالتصاق بجدار المثانة، حيث يضخ دواءً في جوانبه، للالتصاق بجدار المثانة.

يتم تشغيل الروبوت بواسطة فقاعة هواء بداخله تتحرك عند تعرضه للموجات فوق الصوتية: فهو يسافر بسرعة كبيرة بالنسبة لحجمه، وهو ما يعادل إنسانًا يركض بسرعة 400 ميل في الساعة.

يعتقد علماء جامعة ستانفورد أنه بالإضافة إلى توصيل الأدوية ، يمكن تسليح الروبوت بملقط صغير للمساعدة في أخذ الخزعات، على سبيل المثال، كما أن لديها قدرة شفط، والتي يقول العلماء إنها قد تمكنها من امتصاص جلطة دموية، على سبيل المثال.