Как сделать робота, которого можно проглотить

Частный американский научно-исследовательский университет Вандербильта намерен ускорить разработку капсульных роботов. Для этого они создали модульную платформу с открытым исходным кодом, которой люди с ограниченным опытом смогут воспользоваться для создания собственных прототипов.

Специалист по биомехатронике Пьетро Вальдастри и руководимая им группа запустили платформу этим летом, а в ближайшие месяцы ее уже планируют использовать, по крайней мере, одна из групп исследователей.

Медицинский капсульный робот – это небольшое, часто размером с таблетку, устройство, которое может перемещаться внутри тела человека после того, как его проглотят или имплантируют хирургическим способом. Для управления движением капсулы в большинстве прототипов используются беспроводные электронные или магнитные системы, либо комбинированный вариант. Такие устройства ученые умудряются оснастить камерами для наблюдения и диагностики, захватами для выполнения процедуры биопсии, а также датчиками, которые «чувствуют» или ощупывают ткани, и даже механическими иглами, которые вводят лекарства.

Сам Вальдастри разработал несколько капсул. Оснащенная камерой плавающая капсула перемещается в желудке, ползающая капсула снимает изображения внутри толстой кишки, а капсула, оборудованная хирургическим зажимом, способна остановить внутреннее кровотечение в желудочно-кишечном тракте.

Но разработка капсульных роботов с нуля является дорогостоящим занятием, отнимающим много времени и требующим высокой квалификации в миниатюризации электроники и встраиваемых систем. Ранее нам приходилось все это делать каждый раз заново, отметил Вальдастри. «Другие группы исследователей тоже делали в процессе разработки те же самые модули с нуля, в чем нет никакого смысла».

В большинстве капсул используют подобные компоненты: микропроцессор, коммуникационный субмодуль, которые связывают устройство с оператором, источник энергии, датчики, включая акселерометры и гироскопы, приводы, которые обеспечивают передвижение. Учитывая все это, Вальдастри и его команда создали модульную платформу, в составе которой все элементы работают согласованно и могут быть легко взаимозаменяемы, без необходимости заново изобретать пресловутое колесо.

Они разработали гибкую печатную плату, на которой составные части защелкиваются, как в конструкторе Лего. Плата может быть согнута по размерам корпуса капсулы, примерно до 14 мм в диаметре. Также была скомпилирована библиотека компонентов, из которых разработчики выбирают необходимые им из сотни различных комбинаций. Вальдастри и его команда разместили все это в сети со свободным доступом. Разработчики смогут использовать имеющиеся схемы или адаптировать их под свои потребности, а затем отправить проект для изготовления другим производителям.