ربات‌های ریزمقیاس با هوش مصنوعی: امید جدید برای باروری و دارورسانی
شناگرهای رباتیک خرد که بر پایه سلول‌های باکتریایی و اسپرمی مدل‌سازی شده‌اند، با فعال‌سازی دارورسانی موثر می‌توانند راهکارهای کم‌تهاجمی و حتی درمان‌های باروری را در پزشکی دگرگون سازند.
با این حال، برای اینکه این ریزشناگرهای مصنوعی هوشمند (SAM) اثربخش شوند، محققان باید بدانند در مایعات بیولوژیکی پیچیده، به‌ویژه در حین حرکت گروهی، این دستگاه‌ها چگونه رفتار می‌کنند.
🔗 بیشتر بخوانید: مغز کوچک قلب؛ دلایل علمی بر تایید خوش قلبی، تصمیم گیری با قلب و…_آینده
به گزارش آینده، ابرو دمیر، استادیار مهندسی مکانیک دانشگاه لیهای، از ریزشناگرهای رباتیک مجهز به هوش مصنوعی برای یافتن پاسخ سوالات مربوط به فیزیک نیروی محرکه که این دستگاه‌ها برای بهره‌برداری پزشکی مؤثر نیاز دارند، استفاده می‌کند.
وی می‌گوید: می‌دانیم که هرگاه یک شناگر همسایه داشته باشد، الگوی شنا متفاوتی از حالت انفرادی دارد. پرندگان در تشكيل V پرواز می‌کنند چون کارآمدتر است و باعث صرفه‌جویی در انرژی می‌شود، اما برای گروهی از ریزشناگران هنوز نمی‌دانیم ترکیب بهینه چیست.
🔗 بیشتر بخوانید: افزایش احتمال ابتلا به آسم با مصرف سیگار الکترونیکی
ریزشناگران چگونه در مایعات پیچیده حرکت می‌کنند؟
تیم دمیر قصد دارد ریزشناگرهای رباتیک مجهز به هوش مصنوعی در مقیاس سانتی‌متری را آزمایش کند که قادر به حرکت جداگانه و دارای ریزکنترلرهای مستقل هستند. هوش مصنوعی در آن‌ها برای اجرای الگوریتم‌های یادگیری تقویتی برنامه‌ریزی شده است.
این ربات‌ها با ابعادی بین ۱۰ تا ۲۰ سانتی‌متر، در مایعاتی که ویژگی‌های مایعات بدن انسان مانند خون را شبیه‌سازی می‌کنند، مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. این سیالات غیرنیوتنی برخلاف آب، ویسکوزیته خود را با دقت به تنش اعمال‌شده تغییر می‌دهند که مستقیماً نحوه عملکرد ریزشناگرها را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
🔗 بیشتر بخوانید: ترامپ عازم است آمریکا را در هوش مصنوعی پیشرو نگه دارد
همان‌طور که ریزشناگرهای مصنوعی هوشمند به صورت جداگانه حرکت می‌کنند، مغز هوش مصنوعی آن‌ها به طور مداوم حرکات را تحلیل کرده و شکل بدنه را برای افزایش سرعت و کارایی بهینه می‌سازد.
به این دلیل اگر یک شناگر رباتیک به جفیت خود نزدیک‌تر شود و قدرت خود را افزایش دهد، سپس با ادامه نزدیکی، قدرت را کاهش می‌دهد که منجر به بازگشت به موقعیت بهینه می‌شود. این ویژگی به ربات‌ها امکان می‌دهد تا استراتژی حرکت خود را در حین شنا، چه به صورت انفرادی و چه در عملیات مشترک، تطبیق دهند.
دمیر می‌افزاید: همان‌طور که ریزشناگرهای مصنوعی هوشمند شنا می‌کنند، به طور مستمر با محیط در تعامل هستند، این الگوریتم را اجرا کرده و مجدداً محاسبه می‌کنند که در کدام جایگاه قرار دارند و چقدر سریع یا کارآمد حرکت می‌کنند. هدف نهایی آشکار کردن بهترین استراتژی است تا یک خوشه رباتیک به صورت هماهنگ، سریع و کارآمد شنا کنند.
کاربردهای بالقوه پزشکی
هدف محققان ایجاد ریزشناگرهاست که بتوانند به درون بدن انسان وارد شوند؛ جایی که قادر خواهند بود برای انتقال مستقیم شیمی‌درمانی به تومورها در رگ‌های خونی مانور دهند یا بدون نیاز به رقیق‌کننده‌های خون، لخته‌ها را از بین ببرند.
این فناوری می‌تواند به اسپرم‌هایی با تحرک پایین کمک کند تا در درمان‌های باروری به سمت تخمک حرکت کنند.
دمیر توضیح می‌دهد: در این موارد، اسپرم ژنتیک خوبی دارد، اما امکان دارد دمۀ آن دچار مشکل شده باشد؛ از این رو شناگرهای رباتیک می‌توانند اسپرم را به سمت تخمک هدایت کنند.
ابرو دمیر جایزه معتبر بنیاد ملی علوم (NSF) را برای تحقیقات خود در زمینه ریزشناگرهای هوش مصنوعی دریافت کرده است. وی می‌گوید دریافت جایزه CAREER و اینکه کارش مورد تایید همکاران قرار گرفته، باعث سرور است.
او خاطرنشان می‌کند: هرچند که کلیشه‌ای به نظر برسد، من می‌خواهم از مهندسی برای خدمت به بشریت بهره ببرم.