Robotlar her geçen yıl hayatımızın bir parçası haline geliyor ve bir robot ordusunun ortaya çıkmasıyla ilgili endişeler uzun süredir teknolojiyi rahatsız ediyor. Ama köşe yazarı Annalee Newitz nanobot araştırmacılarıyla konuşuyor ve gerçek robot ordusunun tıbbi veya çevresel sorunlara hoş bir çözüm olabileceğini öğreniyor
İnsan kan dolaşımındaki nanobotların illüstrasyonu
Dünyayı kurtaracak robot ordusu hiç de sandığınız gibi olmayacak. Hayır, onlar Çin’deki Yeni Yıl kutlamalarında izleyicileri büyüleyenler gibi senkronize dövüş sanatları yapabilen küçük insansılar değiller. Ve Elon Musk’un Tesla Inc.’inden Optimus olarak bilinen insan şeklindeki canavar gibi utanç verici bir yavaşlığa sahip bir kola kutusu bulmanıza yardımcı olmayacaklar. Bunun yerine mikroskobik olacaklar ve çoğunlukla alglerden, bakterilerden ve diğer tek hücreli organizmalardan oluşacaklar. Mühendisler onlara biyohibrit mikro robotlar diyor.
İlaç dağıtmak için küçük robotlarla dolu hapları yutan insanları okuduysanız veya 80’lerin klasik filmini izlediyseniz iç uzay – zaten bir gelecek hayalini deneyimlediniz. Uzun yıllar boyunca tıp araştırmacıları, küçük makineler kullanarak, ciğerlerimizdeki küçük kılcal damarlar gibi vücudumuzun ulaşılması zor kısımlarına ilaç ulaştırmanın hayalini kurdular. Daha da iyisi, bu makineler belki de kanser hücrelerini tek tek arayıp yok etmek için organlarımızın içinde dolaşabilir. Sorun şu ki, aslında bunu yapabilecek kadar küçük motorlu cihazlar üretemiyoruz.
Biyomedikal mühendisi Joseph Wang’ın işi tam da burada devreye giriyor. Büyüyen mikrorobotik alanındaki pek çok kişi gibi Wang da çoğumuzun “robot” olarak düşündüğü şeyin tanımını önemli ölçüde genişletti. Kontrol edilebilen ve yarı otonom olarak hareket edebilen herhangi bir mekanizma, önceki bir sütunda anlattığım yumuşak, pnömatik olarak çalıştırılan kaplumbağa botuna çok benzeyen bir robottur. Ve bazı robotlar canlı dokular veya tüm canlı yaratıklar içerir.
Teknolojinin biyoloji kadar yapamadığı pek çok şey vardır ve bunlardan biri, küçük ortamlarda motor kullanmaktır. Wang, küçük sentetik motorların birkaç dakika sonra çözülme eğiliminde olduğunu ancak “alglerin sadece yüzdüğünü” söylüyor. İşte bu yüzden o ve meslektaşları robotlarına yeşil mikroalglerle güç veriyor Chlamidomonas Reinhardtii.
Wang’ın San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi’ndeki laboratuvarı, ilaç dağıtan temelde yosun cyborg sürülerini yaratmak için kimya mühendisi Liangfang Zhang’ın araştırma grubuyla yakın işbirliği içinde çalıştı. Onlar ile başladılar C. reinhardtiiGüçlü kamçısı veya kuyruğuyla yüzebilen bir tür. Aynı zamanda mavi ışığı da seviyor, dolayısıyla bu tek hücreli yaratığı hedef bölgesine mavi ışık tutarak yönlendirmek nispeten basit. Wang ve Zhang, devasa yosun sürülerini bile oluşturabiliyorlar: Mavi ışığı, şekli kesilmiş bir ekrandan geçirerek, binlerce yosun hücresini bir daire, kare ve hatta daha karmaşık tasarımlar oluşturacak şekilde topladılar.
Sürüyü dağıtmak için araştırmacılar kırmızı ışık kullandılar. Bir video gösterisinde, mikroskop altında Afrika kıtasının şeklini alan ve sonra tekrar dağılan bir sürüyü gösteriyorlar. Temelde Wang ve Zhang, mavi ve kırmızı ışıklarla belirli şekillerde hareket edecek şekilde “programlanmış” bir mikro robot ordusu yarattılar.
Bu sürüyü mikroskobik bir tıbbi ekibe dönüştürmek için algleri, elektrostatik kuvvet yoluyla dış zarlarına yapışan nanopartiküllere maruz bırakıyorlar. Sonuç olarak yarı yosun, yarı sentetik, tamamı bottur. Araştırmacılar, mavi ışık kullanarak tam yüklü mikrobot sürüsünü yaraya doğru yönlendirebilirler. Bir gün doktorlar maskeleme tekniğini kullanarak birçok türde tedavi edici yük içeren özel şekilli yosun bandajları oluşturabilirler.
İyileştirme kapsüllerinin bilimkurgu tasvirleri, gerçek nanobotları yönlendirmek için kullanılanlara benzer şekilde genellikle mavi ışık içerir
Vücudun diğer kısımları farklı türde bir alg motorunu gerektirir. Wang, mide araştırması için kendisi ve ekibinin, asidik ortamlara alışmış madencilik alanlarında yetişen algleri kullanmak zorunda kaldıklarını söylüyor. Bu doğru; zehirli maden sahaları, bir gün mide kanserinizi tedavi edecek ilaçlarla kurtarmaya gidebilecek algler üretti.
Işık, robotları programlamanın yalnızca bir yoludur. Bilim insanları ayrıca nanoparçacıkları manyetotaktik bakterilere (Dünya’nın manyetik alanı boyunca hareket eden organizmalar) yükleyebilir ve ardından elektromıknatıslar kullanarak onları bir hayvanın vücudunda yönlendirebilir. Yükün yosun ya da bakteri üzerinde hareket etmesinden bağımsız olarak buna “aktif” ilaç adı veriliyor. Geleneksel ilaçlara “pasif” adı veriliyor çünkü belirli bölgeleri veya hücre tiplerini hedef alacak şekilde programlanamıyorlar. Bu araştırmaların çoğunda umut, daha fazla ilacın aktif hale gelebileceği, bunun da daha etkili terapilere, daha az yan etkiye ve daha az invazif tedavilere yol açabileceği yönünde.
Tıp, biyohibrit mikrorobot sürülerinin mümkün olan tek uygulaması da değil. Wang’ın laboratuvarı ayrıca nehirlerde ve okyanuslarda dekontaminasyon için cyborg alglerini kullanıyor. Araştırmacılar robotları ilaçla doldurmak yerine, onları toksinleri nötralize edebilen veya emebilen kimyasallarla kaplıyorlar. Algler suda genellikle günlerce kıvranır ve her şey temizlenene kadar fırsatçı bir şekilde toksinleri toplar. Bu arada bazı araştırma grupları, okyanustaki plastikleri temizlemek için tamamen sentetik mikro robotları test ediyor.
Bir robot ordusunun fantezisi, insansı askerlerin düşmanları fethetmesi anlamına gelmiyor. Başka bir gelecek her zaman mümkündür. Minik yosun-siborg sürüleri bir gün vücudunuzun içinde – kısa süreliğine – yaşayabilir veya çevrede paketler halinde dolaşarak insanlığın yarattığı pislikleri temizleyebilir.
