Eu terminei recentemente a série de silo de Hugh Howey, uma coleção auto-publicada de Novellas que detalha a vida em um mundo próximo, pós-apocalíptico, onde tudo isso Restos da humanidade foram enchidos em silos subterrâneos. Tem um enredo fantástico com algumas reviravoltas e muitos detalhes para manter o hacker e fãs de ficção científica entretidos.
Um desses detalhes é nanorobots, usado em volumes posteriores da série como ferramentas que estendem a vida e as bio-armas viciosamente específicas. Como todas as boas leituras, Silo é principalmente personagem dirigida, então Howey não gasta muito eink para descrever essas máquinas microscópicas – apenas detalhes suficientes para mover o enredo. mas me deixou se perguntando sobre o potencial de nanorobóticos, e onde estamos hoje com o campo que remonta a idéia de Richard Feynman de que os humanos algum dia “engoliriam o médico” em uma palestra de 1959 e ensaio chamado “há muito espaço no Inferior.”
Robôs para corações e coragem
Então, nos 56 anos seguintes, conseguimos em qualquer lugar no gol para um cirurgião ingestível? Ou são nanorobots uma promessa grandemente não cumprida como hoverboards e carros voadores? Como quase tudo, a resposta depende de como você olha para ele.
Se definirmos um robô como um dispositivo autônomo ou semi-autônomo que possa sentir mudanças em seu ambiente e responder de alguma forma, a resposta é um retumbante “Sim”. Os marcapassos implantáveis, disponíveis desde 1958, certamente se ajustam àquela descrição: eles monitoram os padrões elétricos do marcapasso natural do coração e estimulam o coração via eletrodos sempre que necessário. Autônomo? Verificar. Sentem o meio ambiente? Sim. efeitos uma mudança? Certamente – especialmente quando você considera que alguns marca-passos têm desfibriladores embutidos que podem chocar um coração de volta ao ritmo. Parece um robô para mim.
O marcapasso encolhendo. Fonte: Medtronics.
Quanto à escala, admito que os marcapassos implantáveis estão longe da escala do nanômetro, mas estamos chegando lá. A miniaturização nos levou de um dispositivo do tamanho de um baralho de cartas que exigem implantação cirúrgica no peito até a Micra Medtronic, um marcapasso de tamanho de pílula inserido diretamente no coração através de um procedimento minimamente invasivo de cateterismo. Pode não ser escala nano, mas a tendência está na direção certa.
Câmera de endoscopia de cápsula. Fonte: mayoclinic.org.
Alguns podem argumentar que a autonomia implica a capacidade de se movimentar em um ambiente, mas certamente não é algo que um marcapasso implantável tenha sob condições ideais. Sua missão não requer mobilidade, então seu design faz sentido. Para um exemplo de um endourobot móvel atualmente disponível, teríamos que esticar a definição um pouco para incluir as minúsculas câmeras sem fio usadas durante a endoscopia da cápsula. Este é um procedimento usado como substituto para um exame endoscópico tradicional; A câmera em forma de pílula é engolida e envia vídeo de todo o trato digestivo para um receptor no cinto. A câmera é móvel, mas apenas em virtude dos movimentos dos músculos digestivos. Não pode ser dirigido – é em uma viagem unidirecional não potencial. Aliás, as instruções do paciente devem esperar que a câmera faça um reaparecimento e apenas acabe longe; Isso soa desperdiçoso para mim e qualquer hacker vale a pena que suas costeletas gostariam de recuperar a câmera e separá-la. Pense nas possibilidades!
Um kit de ferramentas de robô de cápsula
Encolhendo marcaskers e minúsculos estúdios de TV ingestíveis oferecem um vislumbre de que futuros endores móveis podem parecer. Afinal, não é muito difícil pensar em um dispositivo micro-tamanho, pilotando em torno do corpo com atuadores cirúrgicos em vez de elétricos. Adicione a câmera para enviar imagens para um cirurgião qualificado ou usar a análise de imagem on-board, e estamos ficando muito perto de ser capaz de “engolir o médico”.
Adicionando propulsão a um endourobot de tamanho de cápsula forneceria a mobilidade necessária para operação totalmente autônoma; Meu primeiro pensamento é que o tanque de micro-tamanho é degraus do lado de fora da cápsula que segurariam as paredes de qualquer embarcação que o robô estava dentro. Ou para um endourobot projetado para navegar em vasos sanguíneos, talvez a propulsão a jato, bombeando sangue de uma extremidade da cápsula para o outro funcionaria.
Capsule Robot Toolkit. Fonte: Vanderbilt Univ.
Para acelerar o desenvolvimento de endorrobots de tamanho de cápsula, uma equipe da Vanderbilt University desenvolveu uma plataforma de código aberto para robôs de cápsula. Uma placa de circuito flexível que pode ser enrolada para caber dentro de uma cápsula tem espaço para vários módulos que podem ser misturados e correspondidos para o trabalho em mãos. Os módulos atuais incluem subsistemas de gerenciamento de energia e comunicações; uma frota de sensores, incluindo acelerômetros, giroscópios e magnetômetros; e drivers para motores DC escovados e sem escova para atuadores e propulsão. Eles até forneceram uma estrutura baseada na web para projetar sistemas usando o módulo e simulando suas funções. Uma versão despojada do Sistema SuitabO LE para estudantes e amadores também estarão disponíveis.
Apesar desses avanços, a promessa – e a ameaça – de nanorobots, conforme descrito na série Silo ainda é o material de ficção científica. Nossa tendência é miniaturizar nossos gadgets, então minha aposta é que continuaremos a encolher esses robôs de cápsula até começarmos a empurrar a escala do nanômetro. Até lá, os robôs de cápsula ainda são muito legais, e há muito potencial para robôs nesta escala.