В больной кишечник напустят червей с глазами
Европейские инженеры разработали робота, предназначенного для ползания в человеческих кишках. При передвижении такое устройство имитирует извивающиеся движения так называемого многощетинкового червя (полихеты, Polychaeta) - класса кольчатых червей, обитающих на дне морей и озер, что состоят из десятков или даже сотен колец-сегментов, в каждом из которых дублируется весь комплекс внутренних органов. Туловищные сегменты полихет снабжены примитивными конечностями - лопастями-параподиями - с многочисленными щетинками (отсюда и название). Специалисты надеются, что когда-нибудь такие движители смогут послужить вспомогательными механизмами для щадящего диагностирования различных болезней, доставляя крошечные кинокамеры внутрь тела пациента.
Новая разработка заставляет вспомнить повесть известного советского писателя-фантаста Георгия Гуревича (1917-1998), которая так и называлась - "Глотайте хирурга!": "Своего хирурга глотайте быстро и решительно; чтобы не застрял в горле, запейте водой..." Правда, врач-ису (искусственное существо) там представлял собой серебристую змейку, а вовсе не кольчатого червя (который наверно может и поцарапать слизистую своими щетинками), да и размеры его позволяли передвигаться не только по кишечнику, но и попадать в вены и мозг...
Группа современных биоников, отважившихся на сей проект, включает ученых из Италии, Германии, Греции и Великобритании. "Мы обратились к биологическим прототипам потому, что в той особой среде, которую представляет собой кишечник, все традиционные формы передвижения автоматов отказываются работать, - объясняет Арианна Менчасси (Arianna Menciassi), робототехник из Школы передовых исследований Святой Анны (Scuola Superiore Sant'Anna), располагающейся в итальянском городе Пизе. - А вот черви обладают системами передвижения, очень подходящими для таких неструктурных скользких сред".
Группа изучила те способы, которыми пользуются для передвижения реальные черви, пускающие в ход свои параподии, и разработала компьютерные программы, позволяющие моделировать эти движения. Затем были созданы два робота-прототипа, которые передвигаются тем же самым способом (при этом экспериментировать пока решились только на кишечнике свиньи). В будущем планируется разработка робота, оборудованного камерой и источником света, то есть способного записывать видео в процессе своего путешествия по кишкам. К тому же инженеры осознали необходимость как-то ускорить все эти передвижения механизма в десятки раз (а пока для "проползания" по кишкам роботу требуется около получаса).
В наше время для исследования кишечника уже применяются некоторые вспомогательные механизмы вроде эндоскопов, подаваемых сквозь тело (процедура, которую далеко не всякий человек хотел бы повторить), или "камер-пилюль", которые необходимо сначала проглотить... но вот если бы к "пилюле" удалось приделать "ноги" и заставить ее самостоятельно передвигаться, это стало бы настоящим прорывом в эндоскопии. Ведь обыкновенные пассивные капсулы не могут по команде даже замедлиться, остановиться и показать то, что вызвало интерес врача...
Арианна Менчасси считает, что помимо медицинских приложений, их разработки могли бы также пригодиться биологам для проверки истинности теорий передвижения тех или иных организмов...
Источники:
Worm-inspired robot crawls through intestines - New Scientist
Annelid-Inspired Undulatory Locomotion - BIOLOCH Project (по этим ссылкам можно найти и посмотреть соответствующие анимационные ролики)
Ссылки:
Европейские учёные создают кишечных роботов-червей - "Мембрана"
Worming a way into 'pleasurable' endoscopy - IST Results website
Георгий Гуревич - на Lib.Ru
Автоматы медицинские - [фантастическая] энциклопедия "Кольца дракона"
Статьи по теме
Впервые найдена кровь древнего паука
Британский ученый сумел обнаружить и идентифицировать капельки крови паука в куске янтаря, образовавшегося 20 миллионов лет назад. Открывающиеся перспективы заставляют вспомнить некоторые эпизоды из фантастического фильма "Парк юрского периода".
Анабиоз становится реальностью
Писатели-фантасты давно освоили анабиоз как превосходный способ отправки космонавтов в многолетние межзвездные путешествия. Не исключено, что теперь эта возможность стала куда более реальной.
Пауки-эстеты женятся, чтобы умереть
Самцы пауков Argiope aurantia воплотили в жизнь мечту всякого истого донжуана: они умирают в процессе спаривания, прямо на самке. В буквальном смысле слова отдав концы в этот самый пикантный момент, они остаются "присоединенными" к своей пассии, и труп умершего молодожена образует своего рода пояс целомудрия на невесте.
Суперсрун-чистюля ускользает от хищников
Несколько разновидностей гусениц демонстрируют забавный способ распоряжаться отходами своей жизнедеятельности: они выбрасывают свои фекальные шарики на расстояние, в 40 раз превышающее длину их тела. Фекалии на скорости 1,3 м/с отбрасываются подальше от их жилища. Эквивалентным расстоянием для 1,8-метрового человека были бы приблизительно 73 м. Ученые долго размышляли об эволюционных факторах, которые заставили гусениц развить столь экстраординарный способ избавления от отходов.
Раскрыта тайна любви между головными и платяными вшами
В результате проведения новых генетических исследований удалось прояснить важный вопрос о родственных отношениях между разными типами вшей. Не исключено, что все это может оказать непосредственную помощь в деле избавления от этих крошечных паразитов.
Раскрыта тайна происхождения глаз
Эволюция столь замечательной с физиологической точки зрения структуры, как глаз позвоночных животных (в том числе и человека), долгое время оставалась тайной за семью печатями и служила лишь поводом для бесплодных теоретизирований со стороны биологов.
Процветающего ящера узнают по шатающейся походке и дырявой башке
Крупнейшие из известных на сегодняшний день наземных животных - зауроподы, - чрезвычайно распространенные во времена расцвета "эпохи динозавров", в конце этой эпохи испытали загадочные метаморфозы...
Четвероногая рыба признана ошибкой эволюции
Шведские и британские палеонтологи утверждают, что загадочная "четвероногая рыба" ихтиостега - это вовсе не недостающее эволюционное звено между морскими и наземными животными, а просто один из неудавшихся природных "экспериментов", то есть эволюционный тупик.
Динозавры в пуленепробиваемых жилетах
Как известно, некоторые виды динозавров, подобно современным крокодилам и черепахам, обладали очень прочными бронированными панцирями. Палеонтологам Боннского университета удалось продемонстрировать, что некоторые элементы этой слоеной защиты аналогичны современным композитным материалам, которые используются, например, в пуленепробиваемых жилетах.
Эволюцию мозга дельфинов сравнили с человеческой
За последние 47 миллионов лет мозг у дельфинов развился до невиданных для других животных размеров. Новое, самое обширное исследование ископаемых останков этих морских жителей поставило своей целью описать динамику соответствующего эволюционного развития. Косвенным образом это может помочь найти ответ на вопрос, как сами люди стали настолько "мозговитыми".
Мини-мини-рыбка
Морские биологи из Австралии и США выдвинули новую кандидатуру на титул самого маленького позвоночного животного нашей планеты. Полупрозрачная шиндлерия короткая достигает половой зрелости в возрасте двух-четырех недель, а живет всего лишь два месяца.
Магическое число научит летать и плавать
Одно-единственное "магическое" число описывает движения летающих и плавающих живых организмов, начиная от какой-нибудь моли и кончая дельфинами. Изучение его значения проливает свет на "летные навыки" давно исчезнувших с лица земли созданий и может помочь военным инженерам проектировать крошечных крылатых шпионов, которые могли бы обследовать занятые врагом здания, не привлекая к себе лишнего внимания.
Существо с Амазонки может привести к появлению новой ветви на "древе жизни"
Бразильские ученые - участники экспедиции в бассейн крупнейшей на американском континенте реки Амазонки - заявили, что им удалось обнаружить представителей нового семейства рыб, чего не случалось уже в течение полутора столетий. Они надеются классифицировать маленькое существо, больше всего напоминающее угря, к концу этого года.
Пободавшись с моделью, палеонтолог разгадал тайну динозавра-рогоносца
Трицератопсу, иначе говоря, трехрогому растительноядному динозавру, одному из последних представителей группы цератопсов, живших в конце мелового периода в Северной Америке, его три рога могли служить не просто украшением, а для "выяснения отношений" с другими представителями своего собственного племени. Первоначально высказывалось предположение, что эти рога использовались для защиты от хищников.
Динозавры пали жертвой рака
Обширное систематическое обследование окаменелостей динозавров показало, что раковые опухоли у этих доисторических существ во многом подобны таковым у современных людей, то есть первым жертвам вездесущего рака по меньшей мере миллионы лет. Рак был найден у многих живых существ, начиная от кораллов и кончая волнистыми попугайчиками. Изучение музейных экземпляров может внести ясность в вопрос о том, как болезни изменялись на протяжении миллионов лет.
Поведение гигантских кальмаров ужаснуло биологов
В морских рассказах спруты часто выступают в роли свирепых чудищ, что топят беззащитные суда и пожирают несчастных моряков. Теперь выяснилось, что диета гигантских кальмаров действительно заставляет содрогнуться всякое живое существо.
Новые машины превратят наши дома в мини-фабрики
Суперпринтеры- репликаторы, которые способны "напечатать" самые разнообразные применяемые в повседневном быту вещи - от чашки до кларнета, - причем очень быстро и дешево, могут появиться едва ли не в каждом нашем доме в самые ближайшие годы. Изготовление многих нужных вещей в домашних условиях позволило бы уменьшить их стоимость до нескольких фунтов, при этом можно было бы забыть про огромные фабрики и многочисленные магазины.
Физики научились манипулировать отдельными электронами в атомах
Найден способ снимать отдельные электроны с одиночных атомов золота, а потом заново преобразовывать такие рукотворные ионы в нейтральные атомы. Результаты этого эксперимента могут стать первым шагом на пути к созданию запоминающих устройств, в которых носителями информации будут служить отдельные атомы.
Создано первое наноустройство, способное взвешивать отдельные молекулы
Эта технология может привести к появлению новых способов молекулярной идентификации, более дешевых и быстрых, чем ныне существующие, а также к созданию революционных приборов для протеомики.
Механическая "рука" вплотную приблизилась к квантовому пределу
Узнать, на самом ли деле действие принципа неопределенности распространяется на макроскопические объекты, было основной целью американских экспериментаторов. Они изучали движения вибрирующего механического манипулятора, изготовленного из нитрида кремния. Размер изучаемого объекта в эксперименте не превышал 8 мкм - то есть "рука" была совсем крошечной по обыденным масштабам, однако все еще оставалась макроскопическим объектом. Мы находимся в начале новой экспериментальной эры, когда взаимодействие между двумя полностью квантовыми системами может быть изучено экспериментально, что вполне может быть названо квантовой электромеханикой.
Когда сказка станет пылью... (Нанотехнологии: революция начинается)
В самые ближайшие годы произойдет технологическая революция, в результате которой мы обзаведемся портативными мощными хранилищами памяти, всевидящими глазами и всеслышащими ушами, невидимыми помощниками, готовыми исполнить любую прихоть, и к тому же станем практически бессмертными.
В космос отправятся пряничные корабли
Кремниевый микроробот величиной в половину диаметра человеческого волоса, снабженный "ножками" из живой сердечной мышцы, начал ползать по лаборатории Лос-Анджелеса. Это первый случай, когда удалось использовать мускульные усилия для движения микромеханического устройства. Теперь предполагается спроектировать работающий на мускульной энергии микромеханизм, который сможет искать и латать пробоины от микрометеоритов на космических кораблях.
Шагающий наноробот
Двое химиков из Нью-Йоркского университета впервые в мире создали прямоходящего двуногого наноробота. В качестве исходного материала Надриан Симан и Уильям Шерман воспользовались мелкими фрагментами двухцепочечных и одноцепочечных молекул ДНК.
Открыт эффект, который позволит изготавливать наномашины
Американские ученые превратили одиночные углеродные нанотрубки в идеально действующий конвейер, способный переносить отдельные атомы. Вероятно, подобные устройства найдут широкое применение в технологиях изготовления наномашин, которые сейчас усиленно разрабатываются во многих странах.
Американские физики научились создавать электронные приборы из отдельных молекул
Американские физики провели серию экспериментов, которые впервые позволили наносить по одному атому на единственную многоатомную молекулу. Дальнейшие исследования в этой области обещают значительно расширить возможности электронных технологий близкого будущего. Стандартными строительными блоками следующих поколений электронных приборов, по всей вероятности, станут отдельные крупные молекулы, а их придется легировать с помощью абсолютно новых технологий.
Генетика открывает глаза
Американские исследователи раскрыли генетический механизм, ответственный за неизлечимое поражение зрения - возрастную макулярную дегенерацию. Оказывается, это заболевание чаще всего вызывается одним-единственным сбоем в записи гена, обеспечивающего функционирование иммунной системы. Открытие позволяет заранее выявлять людей, предрасположенных к макулярной дегенерации, и принимать необходимые меры.
Медицинская революция стартует в Калифорнии
Жители Калифорнии на референдуме утвердили масштабную программу исследований с использованием стволовых клеток. На эти цели будет тратиться 300 миллионов долларов в год. Со стволовыми клетками связаны надежды на прорыв в борьбе со СПИДом, раком, болезнями сердца, рассеяным склерозом, спинномозговыми травмами, сахарным диабетом и еще множеством тяжелых заболеваний.
Антиракетное оружие против рака груди
Онкологи из США и Германии успешно завершили клинические испытания экспериментального метода радиационной терапии рака груди, в основе которого лежит уничтожение опухолевых клеток микроволновым излучением.
Ученые выяснили, что селедки общаются между собой с помощью пуканья
Ихтиологам удалось связать таинственные звуки, иногда раздающиеся под водой и напоминающие банальное пуканье, с пузырьками воздуха, выходящими из заднего прохода сельди. Ни одна из рыб, испускающих довольно конфузные (по человеческим меркам) шумы не обладает способностью добиваться столь высокого звучания, на какое способен этот "чемпион".
В массовой гибели доисторических животных обвиняются цианобактерии
Бывший рудник Мессель - это признанная мировая сокровищница прекрасно сохранившихся окаменелостей животных и растений, составлявших тропическую флору и фауну этих мест 47 миллионов лет назад. Теперь немецкие палеонтологи предложили новую теорию, проливающую свет на возможную причину смерти всех этих живых существ.