Ik heb onlangs de silo-serie afgemaakt door Hugh Howey, een zelf gepubliceerde collectie van Novellas die het leven in een nabije toekomst, post-apocalyptische wereld waarvan Overblijfselen van de mensheid is gevuld in ondergrondse silo’s. Het heeft een geweldig perceel met een aantal leuke wendingen en veel details om de hacker en sci-fa vermaak te houden.

Een dergelijk detail is nanorobots, gebruikt in latere volumes van de serie als zowel levensbedrijvende instrumenten en risicovolle specifieke bio-wapens. Zoals alle goede lezingen, is silo voornamelijk karakter aangedreven, dus HOOFDY besteedt niet veel Eink bij het beschrijven van deze microscopische machines – net genoeg detail om het perceel mee te verplaatsen. Maar het liet me af over het potentieel voor nanorobotics, en waar we vandaag met het veld zijn dat dateert uit het idee van Richard Feynman dat mensen op een dag de dokter zouden slikken “in een college van 1959 en essay” er is voldoende ruimte in de Onderkant.”

Robots voor harten en lef

Dus in de tussenliggende 56 jaar, hebben we overal op het doel gekomen naar een ingestelde chirurg? Of zijn nanorobots een grotendeels onvervulde belofte zoals hoverboards en vliegende auto’s? Zoals bijna alles, hangt het antwoord af van hoe je ernaar kijkt.

Als we een robot definiëren als een autonoom of semi-autonoom apparaat dat veranderingen in haar omgeving kan voelen en op de een of andere manier reageert, is het antwoord een klinkend “ja”. Implanteerbare pacemakers, beschikbaar sinds 1958, passen zeker in die beschrijving: ze controleren de elektrische patronen uit de natuurlijke pacemaker van het hart en stimuleren het hart via elektroden wanneer nodig. Autonoom? Rekening. Voelt het milieu? Yep. effecten een verandering? Zeker – vooral wanneer u van mening bent dat sommige pacemakers ingebouwde defibrillatoren hebben die een hart in het ritme kunnen schokken. Klinkt als een robot voor mij.

De krimpende pacemaker. Bron: Medtronics.
Wat betreft schaal, geef ik toegeven dat implanteerbare pacemakers ver van nanometerschaal zijn, maar we komen er. Miniaturisatie heeft ons van een apparaat genomen dat de grootte van een kaartspel van kaarten die chirurgische implantatie in de borst naar Medtronic’s Micra vereisen, een pilige pacemaker die rechtstreeks in het hart wordt gestoken via een minimaal invasieve katheterisatieprocedure. Het is misschien geen nano-schaal, maar de trend is in de goede richting.

Capsule endoscopy camera. Bron: mayoclinic.org
Sommigen kunnen beweren dat autonomie het vermogen impliceert om te bewegen in een omgeving, maar dat is zeker niet iets dat een implanteerbare pacemaker onder optimale omstandigheden doet. De missie vereist geen mobiliteit, dus het ontwerp is logisch. Voor een voorbeeld van een momenteel beschikbare mobiele endorobot, moeten we de definitie een beetje strekken om de kleine draadloze camera’s die worden gebruikt tijdens capsule-endoscopy op te nemen. Dit is een procedure die wordt gebruikt als een vervanging voor een traditioneel endoscopisch examen; De pilvormige camera wordt ingeslikt en verzendt video van het gehele spijsverteringskanaal naar een ontvanger op de riem. De camera is mobiel, maar alleen op grond van de bewegingen van de spijsverteringspieren. Het kan niet worden gestuurd – het is een unpowered one-way-reis. Overigens zijn de instructies van de patiënt om op de camera te wachten om een ​​weerklank te doen en het dan gewoon weg te spoelen; Dit klinkt verspilling aan mij en elke hacker die de moeite waard is of haar karbonades zouden de camera willen herstellen en het uit elkaar haalt. Denk aan de mogelijkheden!

Een Capsule-robot Toolkit

Krimpende pacemakers en kleine ingezetene tv-studio’s bieden een glimp op van wat toekomstige mobiele endorobots eruit kunnen zien. Het is tenslotte niet zo moeilijk om een ​​micra-formaatapparaat te bedenken die zich rond in het lichaam met chirurgische in plaats van elektrische actuators pilott. Voeg de camera toe om afbeeldingen naar een bekwame chirurg terug te sturen of om beeldanalyse van boord te gebruiken, en we worden echt dicht bij het kunnen “de dokter doorslikken.”

Voeging toevoegen aan een endorobot van een capsule-formaat zou de mobiliteit bieden die nodig is voor een volledig autonome operatie; Mijn eerste gedachte is micro-formaat tankbakken aan de buitenkant van de capsule die de wanden van het vaartuig zou pakken, waar de robot toevallig in zit. Of voor een endorobot die is ontworpen om binnenbloedvaten te navigeren, misschien met het pompen van bloed van het ene uiteinde van de capsule aan de andere zou werken.

Capsule Robot Toolkit. Bron: Vanderbilt Univ.
Om de ontwikkeling van endorobots van capsule te versnellen, heeft een team aan de Universiteit van Vanderbilt een open-source-platform ontwikkeld voor Capsule-robots. Een flexibele printplaat die kan worden opgerold om te passen in een capsule heeft ruimte voor meerdere modules die kunnen worden gemengd en gekoppeld aan de taak bij de hand. Huidige modules zijn onder meer subsystemen voor energiebeheer en communicatie; a fleet of sensors including accelerometers, gyros, and magnetometers; en stuurprogramma’s voor geborstelde en borstelloze DC-motoren voor actuators en voortstuwing. They’ve even provided a web-based framework for designing systems using the module and simulating their functions. A stripped-down version of the system suitabLe voor studenten en hobbyisten zijn ook beschikbaar.

Ondanks deze voorschotten, is de belofte – en de dreiging – van nanorobots zoals beschreven in de silo-serie nog steeds het spul van Sci-Fi. Onze neiging is om onze gadgets te miniaturiseren, dus mijn weddenschap is dat we deze capsule-robots zullen blijven krimpen totdat we beginnen met het duwen van de nanometerschaal. Tot die tijd zijn capsule-robots nog steeds behoorlijk cool, en er is veel potentieel voor robots op deze schaal.