طوّر باحثون من الأكاديمية الصينية للعلوم، بالتعاون مع جامعتيْ إمبريال كوليدج لندن وغلاسكو في بريطانيا، روبوتاً جراحياً دقيقاً قادراً على التنقل داخل الجسم البشري باستخدام نظام رؤية داخلية ذاتية، دون الحاجة إلى مستشعرات أو كاميرات خارجية.
وأوضح الباحثون أن هذا الروبوت يُعدّ الأول من نوعه الذي يدمج نظام تغذية راجعة بصرياً داخلياً بالكامل، مما يسمح له بتصحيح حركته بدقة عالية، في خطوة رائدة بمجال الجراحة الدقيقة والذاتية. ونُشرت نتائج الدراسة، الجمعة، في دورية (Microsystems & Nanoengineering).
وتُستخدم الروبوتات المجهرية في الجراحات الدقيقة، حيث تتطلب التدخل في مناطق بالغة الحساسية مثل الأعصاب، والأوعية الدموية الدقيقة، والأنسجة الرقيقة. ومع تطور التكنولوجيا، باتت الروبوتات المجهرية خياراً واعداً، إذ توفّر ثباتاً وتحكّماً يتجاوز القدرات البشرية، خصوصاً في جراحات الدماغ والعين، أو في استئصال الأورام العميقة.
ويُعد التحكم الدقيق في هذه الروبوتات عاملاً حاسماً لنجاحها، ولا سيما في البيئات الحيوية الحساسة، فأي انحراف بسيط قد يؤدي إلى ضرر غير مقصود، خصوصاً عند التعامل مع خلايا أو أنسجة دقيقة. ولتحقيق حركة ميكرومترية دقيقة، تُستخدم خوارزميات تغذية راجعة لحظية. لكن الحفاظ على هذه الدقة، في ظلّ عوامل خارجية مثل الجاذبية أو الاهتزازات أو التشويش الكهرومغناطيسي، لا يزال يمثل تحدياً كبيراً.
ويعتمد الروبوت الجديد على أذرع دقيقة مثبتة على هيكل ثلاثي الأبعاد مطبوع بتقنية الطباعة المجسمة، حيث استُبدلت بالمفاصل التقليدية عناصر مرنة تتيح حركة دقيقة وسلسة وخالية من الارتداد.
الأهم من ذلك أن الفريق البحثي دمج كاميرا بصرية دقيقة للغاية داخل الروبوت، تعمل على تتبُّع علامات بصرية تُعرف باسم «AprilTag» لمراقبة الحركة داخلياً.
ويُحلِّل النظام الصور لحظياً باستخدام وحدة تحكم تعتمد على خوارزمية «PID»، لتصحيح مسار الروبوت بشكل فوري أثناء الحركة، والتعامل مع أي اضطرابات خارجية مثل الجاذبية أو اهتزاز يد الجرّاح.
وأظهرت التجارب أن الروبوت يتمتع بدقة عالية جداً، مع أداءٍ فاقَ أنظمة الروبوتات المجهرية التقليدية.
ووصف الباحثون هذا التطور بأنه يمثل نقلة نوعية في مجال الروبوتات المجهرية، حيث يوفّر دمج الرؤية داخل الروبوت نظاماً أكثر موثوقية ودقة ومرونة، وهي خصائص ضرورية لأي أداة طبية تُستخدم داخل جسم الإنسان.
كما أشاروا إلى أن تصميم الروبوت المدمج والمستقل يجعله مثالياً للعمل في بيئات ضيقة ومعقمة، مثل الجراحات طفيفة التوغل أو عمليات استئصال الأنسجة بالليزر، دون الحاجة إلى أجهزة خارجية قد تعوق الحركة أو تزيد من تعقيد الإجراءات الجراحية.
