Ein Roboter, der durch den Darm kriechen kann, hat einen vielversprechenden Meilenstein erreicht.
Der Dünndarm ist ein langer, mehrfach gewundener Schlauch zwischen Magen und Dickdarm. Bei Erwachsenen ist er mehrere Meter lang. Ärzte müssen dort möglicherweise nach einer Blutung, einer Entzündung oder einer kleinen Läsion suchen. Die tief liegenden Abschnitte mit Instrumenten zu erreichen, bleibt jedoch schwierig.
Nahaufnahme des weichen BIOSENTER-Roboters in einem transparenten Schlauch mit strukturierten Enden, die seine Haftung verbessern sollen.
Quelle: Forschende der Studie / MIT.
Um dieses Problem zu lösen, haben Forschende des MIT BIOSENTER entwickelt, einen weichen Roboter, der sich durch Verformung fortbewegt. Er ahmt bestimmte Bewegungen von Schlangen nach, besitzt aber weder Räder noch Beine. Sein Körper besteht aus einem Schlauch mit mehreren kleinen Luftkammern. Je nachdem, welche Kammern verwendet werden, streckt er sich oder krümmt sich.
Der Roboter verfügt außerdem über zwei weitere aufblasbare Bereiche an der Vorder- und Rückseite. Sie stützen sich abwechselnd an der Darmwand ab und ermöglichen ihm so, voranzukommen. Ihre Oberfläche weist winzige Erhebungen auf, die sich beim Aufblasen entfalten. Diese Erhebungen verbessern die Haftung an einer von Natur aus glatten Wand, ohne einen hohen Druck zu erfordern.
Vor allem dient der Roboter nicht nur der Fortbewegung. Ein Durchgang ermöglicht den Einsatz einer Kamera und kleiner Instrumente. So kann er Gewebe beobachten, eine Probe zur Analyse entnehmen oder Flüssigkeit an einer bestimmten Stelle abgeben. Eine solche Entnahme ist eine Biopsie: Sie hilft Ärzten, nach einer Krankheit zu suchen.
Die ersten Versuche fanden an Schweinen statt. Der Roboter legte während der Experimente in 11 Minuten etwa 2 Meter Dünndarm zurück. Die Forschenden testeten außerdem die Beobachtung mit einer Kamera, die Entnahme von Gewebe und die lokale Verabreichung von Flüssigkeit. Diese Ergebnisse zeigen, dass mehrere Eingriffe grundsätzlich möglich sind.
Vor jeder medizinischen Anwendung muss das Verhalten des Roboters über längere Strecken überprüft und müssen die Risiken für das Gewebe untersucht werden. Außerdem muss seine Navigation verbessert werden, die noch von einem externen Steuerungssystem abhängt. Ziel ist es, seine Bewegungen schrittweise autonomer zu machen und gleichzeitig dem Arzt die Möglichkeit zu geben, ihn zu steuern.