Mikroroboter mit neuen Kraftmesssystem, um Zellen zu untersuchen bewaffnet

    Kostengünstige Mikroroboter in der Lage Sondieren und Manipulation einzelner Zellen und Gewebe der biologischen Forschung und medizinischen Anwendungen sind näher an der Realität bei der Gestaltung eines Systems, das die durch winzige Sonde eines Roboters ausgeübten Kräfte Minute erfaßt .

    Mikroroboter klein genug, um mit Zellen interagieren, gibt es bereits. Jedoch gibt es keine einfache , kostengünstige Weise die auf Zellen von den Robotern angewendet kleine Kräfte zu messen. Die Messung dieser microforces ist wichtig, genau zu steuern, die Bots und sie zu nutzen , um Zellen zu studieren.

    " Was wir brauchen, ist ein nützliches Werkzeug Biologen können jeden Tag mit niedrigen Kosten verwenden, und ", sagte David Cappelleri , ein Assistent Professor für Maschinenbau an der Purdue University.

    Jetzt haben Forscher entwickelt und gebaut eine "Vision -basierte MikrokraftsensorEndeffektor ", die zu den Mikroroboter wie ein winziger Rüssel befestigt ist. Eine Kamera wird verwendet, um die Sondenverschiebungzu messen, während sie drückt gegen Zellen , die eine einfache Berechnung, die die aufgebrachte Kraft ergibt .

    Der Ansatz könnte es ermöglichen, einfach die " micronewtons " von Gewalt auf der zellulären Ebene angewendet zu messen. Solch ein Werkzeug ist , um eine bessere Untersuchung benötigten Zellen und zu verstehen, wie sie mit microforces interagieren. Die Kräfte können verwendet werden, um Zellen zu speziellen Zelllinien , einschließlich Stammzellen für die Forschung und medizinischen Anwendungen zu transformieren. Die Messung microforces können auch verwendet , um zu studieren , wie Zellen auf bestimmten Medikamenten und zur Diagnose von Krankheiten werden.

    "Sie wollen ein Gerät, das Low-Cost ist , dass micronewton Ebene Kräfte messen kann , und das kann leicht in Standard- Versuchsprüfständeintegriert werden ", sagte Cappelleri .

    Mikroroboter in der Forschung mit Magnetfeldern gesteuert , um sie in Position zu führen .

    " Aber dies ist das erste mit einem wirklich funktionierenden Endeffektor zu microforces messen ", sagte er .

    Aktuelle Verfahren zur Messung der von Mikroroboter aufgebrachten Kräfte sind unpraktisch und teuer, ein Rasterkraftmikroskop oder umständliche Sensoren mit komplexen Designs, die schwierig herzustellen sind, erfordern. Das neue System zeichnet der Sonde Verschiebung mit einer Kamera , wie sie drückt gegen eine Zelle oder ein Gewebe . Forscher wissen bereits, die Steifigkeit der Sonde. Wenn mit der Verschiebung kombiniert , zeigt eine einfache Rechnung aufgebrachten Kraft .

    Ergebnisse wurden in einem Forschungspapierwährend der Internationalen Konferenz über Intelligente Roboter und Systeme im September vorgestellt beschrieben. Das Papier wurde von Postdoc- Research Associate Wuming Jing und Cappelleri verfasst .

     Seitenansicht der Mikroroboter neben einem US- Cent
    Seitenansicht der Mikroroboter neben einem US- Cent . ( Purdue University Foto)

    Das neue System kombiniert mit der Mikroroboter ist etwa 700 Mikrometer im Quadrat , und die Forscher arbeiten, um Versionen etwa 500 um Platz zu schaffen. Um diesen Maßstab zu relativieren , ist die Mini- Maschine etwa die Hälfte der Größe des "E" in " One Cent " auf einem US-Cent .

    " Wir arbeiten derzeit an der Skalierung it down ", sagte er .

    Zukünftige Forschung kann auch an die Automatisierung der Mikroroboter zu konzentrieren.

    Das System wurde bei der Birck Nanotechnology Center in Purdue Discovery Park hergestellt . Die Forschung wurde von der National Science Foundation unterstützt.