|
Koleksi Khas Digital
|
|
| ||||||||||||||||||
| Full Text : |
| BAYANGKAN bagaimana sebuah robot bersaiz sekecil sebutir beras mampu bergerak dengan ‘lincah’ dalam tubuh manusia sekali gus melalui kawasan sempit untuk hantar ubat atau melakukan prosedur pembedahan kecil dengan ketepatan maksimum. Mengagumkan bukan?
Mungkin semua itu dianggap sebagai satu imaginasi dalam filem sains fiksyen, namun ternyata hal tersebut mampu menjadi realiti melalui penyelidikan lanjutan dalam bidang robotik oleh Nanyang Technological University (NTU), Singapura.
Di bawah kepimpinan Penolong Profesor Lum Guo Zhan dari Sekolah Kejuruteraan Mekanikal dan Aeroangkasa (MAE), pasukan penyelidik di Makmal Robotik Miniatur NTU sedang membangunkan generasi baharu robot bersaiz mini lembut dengan ciri rekaan khas untuk aplikasi dalam bidang perubatan dan bioteknologi.
Robot bersaiz sekitar kurang daripada satu milimeter itu mampu melakukan tugas besar yang sebelum ini dianggap mustahil untuk direalisasikan oleh manusia, mesin mahupun robot konvensional.
Dengan menggabungkan bahan fleksibel, kejuruteraan magnetik dan kecerdasan pengawalan berjaya membangunkan inovasi yang membuka peluang baharu kepada bidang perubatan ketepatan antaranya bagi penyakit tumor otak, kanser pundi kencing dan kolorektal.
Dikawal menggunakan lapangan magnetik, ia mampu membawa empat jenis ubat ke dalam badan untuk ke tempat yang tepat diperlukan pesakit selain membantu doktor mencapai kawasan pembedahan yang sukar.
Menariknya, robot itu juga boleh diprogramkan untuk melepaskan dos ubat pada masa yang tepat dalam tubuh.
Menggunakan bahan komposit magnet pintar biokompatibel dan tidak toksik serta selamat untuk manusia, Guo Zhan memberitahu pembangunan robot mini itu diinspirasi daripada filem fiksyen sains sekitar 1960-an bertajuk Fantastic Voyage.
“Apa yang pernah menjadi sebahagian daripada senario dalam filem sains fiksyen kini semakin menghampiri realiti dengan inovasi makmal kami.
“Kaedah pemberian ubat gaya tradisional seperti oral dan suntikan akan kelihatan tidak cekap apabila dibandingkan dengan menggunakan robot kecil melalui badan untuk menghantar ubat tepat di tempat yang diperlukan,” katanya di laman rasmi NTU.
PRINSIP kerja asas robot mini yang mempunyai gerakan enam-DoF (degrees of freedom) membolehkan robot berkenaan bergerak dalam enam cara berbeza secara bebas.
Tiga paksi pergerakan (bergerak ke kiri, kanan, atas, bawah, depan, belakang) dan tiga paksi putaran (bergolek, melayang, memusing) itu membantu robot mini mendapat fleksibiliti gerakan yang tinggi.
Bahan komposit magnetik pintar digunakan pada robot mini agar memiliki sel kekal berdaya maju yang memberikan biokompatibel (tidak beracun) dan keselamatan jika digunakan pada manusia.
“Memandangkan kadar daya maju ini lebih tinggi daripada 98 peratus apabila keputusan itu menunjukkan bahawa komposit magnetik pintar kami tidak akan menyebabkan kerosakan atau kematian sel.
“Melihat kepada kemampuan pergerakannya, robot mini ini sememangnya sangat biokompatibel,” kata Lum tentang kajian yang turut diterbitkan dalam jurnal Advanced Materials itu.
Pasukan penyelidik NTU juga merancang untuk mengecilkan lagi saiz robot mini agar dapat bergerak lebih jauh untuk rawatan keadaan lebih kompleks.
Menerusi kajian dan eksperimen dibuat, robot mini menunjukkan kemajuan paling signifikan menerusi keupayaan digerakkan menggunakan medan magnet dari luar badan. Medan magnet ialah kaedah kawalan yang selamat dan tidak invasif kerana ia boleh menembusi tisu manusia tanpa menyebabkan kerosakan atau menimbulkan rasa sakit.
Kelebihan ini amat penting kerana robot mini lazimnya berdepan cabaran mobiliti yang mengehadkan penggunaannya dalam perubatan.
Keupayaan pelbagai bentuk pergerakan memberi potensi besar untuk digunakan dalam pembedahan invasif minimum, misalnya untuk melonggarkan plak dalam arteri tersumbat atau membersihkan kawasan sukar dicapai dalam organ.
Bahkan meninggalkan robot itu dalam tubuh dikatakan lebih selamat berbanding meletakkan bahan rawatan sebelum ini seperti catheter atau stent dalam tubuh dalam tempoh yang lama.
Pergerakan yang lebih fleksibel memungkinkan robot mengemudi kawasan sempit seperti saluran darah, rongga badan atau tisu berstruktur kompleks.
Model robot dibangunkan dengan lembut dan meniru pergerakan obor-obor agar dapat ‘berenang’ dan ‘berputar’ melalui halangan rumit yang sebelum ini tidak dapat ditembusi oleh robot seumpamanya.
Dalam satu demonstrasi yang dimuat naik ke YouTube, robot mini itu berjaya melepasi bukaan segi empat tepat pada penghadang, membuktikan pergerakan luar biasa dalam persekitaran sempit.
Saiznya yang kecil membuatkan robot berkenaan mampu melakukan tugas mikro sehingga 20 kali lebih pantas daripada robot miniatur lain.
Robot ini mampu membawa empat ubat pada satu masa kerana memiliki empat modul (ruangan) yang setiap satunya merupakan ubat berbeza. Setiap modul ubat diprogramkan untuk melepaskan dos apabila dicetuskan oleh medan magnet berselang-seli dengan kekuatan tertentu.
Robot tersebut juga boleh bergerak ke pelbagai bebas dalam badan dan mengeluarkan dos ubat mengikut urutan tertentu sekali gus membolehkan rawatan bersasar untuk penyakit kompleks.
Bagi memastikan robot dapat bergerak dengan selamat dalam badan, penyelidik menggunakan teknologi pengimejan perubatan untuk menjejak kedudukan serta orientasi robot secara masa nyata.
Melalui pemerhatian berasaskan pengimejan, kawalan robot dapat dibuat dengan lebih tepat dan meminimumkan risiko. Pasukan penyelidik juga sedang meneroka sistem automasi bagi meningkatkan ketepatan robot dalam kedudukan dan navigasi bagi membolehkannya beroperasi lebih efisien.
Hasil kajian yang memuaskan itu bertepatan matlamat penyelidikan iaitu ke arah menjadikan robot mikro sebagai alat perubatan rutin pada masa depan.
Sekiranya kaedah robot mini berjaya diterjemahkan ke dunia klinikal, teknologi sebegini mampu merevolusikan pembedahan invasif minimum, rawatan kanser bersasar dan juga aplikasi makmal cip.
Robot mini juga berpotensi mengurangkan kesan sampingan rawatan, mengurangkan masa pemulihan pesakit dan meningkatkan kejayaan prosedur yang memerlukan ketepatan ekstrem.
Penyelidikan itu turut disokong oleh pelajar PhD, Yang Zilin bersama ahli penyelidik Xu Changyu yang memberi tumpuan kepada kawalan robot menggunakan medan magnet.
Pasukan penyelidik NTU percaya peningkatan teknologi bahan, sistem kawalan dan pengimejan perubatan memberi kemampuan robot kecil yang merentas tubuh manusia bukan lagi sekadar fiksyen sains tetapi bakal menjadi realiti klinikal dalam beberapa tahun akan datang.
Penyelidikan robotik lembut miniatur itu menunjukkan bagaimana teknologi berskala kecil mampu membawa impak besar dalam dunia perubatan moden masa depan.
Daripada pembedahan mikro hinggalah penghantaran ubat bersasar, robot ini berpotensi memperhalusi rawatan dalam usaha meningkatkan kualiti hidup pesakit.
Dijangka dalam tempoh terdekat, proses klinikal mungkin akan menyaksikan revolusi baharu di mana robot kecil mampu membantu menyelamatkan nyawa dan merawat penyakit dengan ketepatan yang belum pernah dicapai sebelum ini.
|
| This material may be protected under Copyright Act which governs the making of photocopies or reproductions of copyrighted materials. You may use the digitized material for private study, scholarship, or research. |