Gestützt auf ein Verständnis davon, wie Schnecken, Regenwürmer und Blutegel Traverse ihre Umgebungen und Objekte erfassen, ein Team der Case Western Reserve University Biologen und Ingenieuren hat zwei flexible Roboter-Geräte, könnte invasiven medizinischen Verfahren wie colonoscopies sicherer und einfacher für die Patienten für Ärzte zu verwalten.
Die Forscher von der Sache Dienststellen der Biologie, Maschinenbau, Luft-und Raumfahrt Maschinenbau und Elektrotechnik und Informatik erworben haben, ein Patent auf eine neue endoskopische Geräte und eine vorläufige Patent für eine packende Gerät haben können industrielle sowie medizinische Anwendungen.
"Wir haben unser Verständnis der Biologie zu verwenden es als Inspiration für neue Roboter-Geräte", sagte Hillel Chiel, Rs. Professor für Biologie und Principal Investigator für das Projekt. "Mit der Natur ernst nehmen, haben wir neue, flexible und anpassungsfähige Geräte, die Ihnen von Nutzen sein wird für eine Vielzahl von Anwendungen."
Die Endoskopie-Gerät, gebaut von drei Muskel-wie Aktoren aus Latex und Blasen umgeben von Nylon-Mesh, sieht aus wie ein neun Zoll langer Wurm hohl. Der Antrieb Segmente, Aufblasen und Auftraggeber in der Reihenfolge, Antriebssystem, das Gerät nach vorne, imitiert die Bewegung der hügeligen Schnecken und Würmer. "Dieses Gerät kann buchstäblich Wurm seinen Weg in komplizierten Orten oder in gebogenen Röhre wie dem Doppelpunkt", Chiel erklärt.
Der aktuelle Prototyp kann als Ergänzung der vorhandenen medizinischen Endoskopen. Schließlich, das Gerät kann miniaturisierten und ausgestattet mit Sensoren, die es ihr ermöglichen, arbeiten autonom und selbst Treibladung. Nach Chiel, dem Research-Team wird sich bemühen, das Gerät flexibler zu gestalten, die Nachahmung des Reflex Antworten Schnecken und Würmer auf Veränderungen in ihrer Umgebung. Als Ergebnis dieser Verbesserungen, das neue Gerät könnten die Beschwerden und die Gefahr von Verletzungen bei Patienten in der invasiven medizinischen Tests, und dadurch die Einhaltung der Ärzte "Aufträge, solche Tests.
Das zweite Gerät, ein biologisch inspirierte "Greifer", imitiert die Art und Weise hungrig Kalifornien Meer Schnecken in Chiel Labor erfassen Algen in ihren vielen Formen sehr rutschig. Der Prototyp besteht aus einem Vier-Zoll-, Kugel-wie Gerät, umgeben von Muskel-wie Aktoren in Form von Rohren oder Ringen versehen sein. Eine dieser Röhren mit einem Mund, öffnet und schließt. Der Ball nach vorne schiebt, öffnet den Mund und greift auf das Objekt, bevor es.
Dieses Gerät könnte eine industrielle Notwendigkeit für Greifer, dass abholen können weiche Objekte, ohne sie zu zerstören. Gebäude Greifer wieder weichen Materialien war sehr hart ", erklärt Chiel." Greifer meisten Geräte sind recht starr und konzipiert für eine effiziente Arbeit mit Sachen, die haben eine feste Orientierung oder eine bestimmte Beschaffenheit oder Härte. "
Chiel auch darauf hingewiesen, dass, wenn das Gerät Greifsysteme wurden miniaturisierte und mit Sensoren ausgestattet sind, können für medizinische Anwendungen sowie. Ein solches Gerät, zum Beispiel, könnte essen seinen Weg durch verstopfte Blutgefäße.
Tierischen Verhalten und Roboter
Seit fast zwei Jahrzehnten und mit Unterstützung der National Science Foundation, Chiel hat die detaillierten Bewegungen der weichen Gewebe der Tiere, wie Kalifornien Meer Nacktschnecke, Chronik ihr Verhalten auf Film-und MRT-Bildgebung mit ..
"Mein Schwerpunkt ist Grundlagenforschung", erklärt Chiel. "Wenn wir verstehen können, wie die Natur Kontrollen Adaptives Verhalten durch seine biomechanischen und neuronalen Mechanismen, wird es Spinoffs in neuartigen Geräte. Aber es wird auch dazu beitragen, uns zu verstehen, Verhalten in komplizierter Systeme wie den Menschen."
Unter Chiel Feststellungen über Tier-Bewegung, Roger Quinn, Direktor des Laboratory Biorobotics in der Engineering-Schule, und Randy Beer, Rechtssache Professor für Elektrotechnik und Informatik, die den Robot-Geräte. Elizabeth Mangan, ein Student in den Bereichen Maschinenbau, gebaut werden. Ein zweiter Student im Maschinenbau, Gregory Sutton, auch dazu beigetragen, die "Greifer"-Projekt.
Die beiden neuen Geräte mit anderen Erfindungen - darunter mehrere Generationen von Insekten wie Roboter, die imitieren cockroach Verhalten - erstellt von Wissenschaftlern aus der Hochschule der Künste und der Wissenschaften und der Fall School of Engineering.
Kontakt: Susan Griffith
susan.griffith @ case.edu
Case Western Reserve University