نجح باحثون صينيون في تطوير مستشعر بصري بالغ الصغر، لا يتجاوز حجمه حبة أرز، قادر على منح الروبوتات الطبية حاسة اللمس لتُمكّنها من الشعور بالقوة والضغط والالتواء أثناء العمليات الدقيقة.
ويبلغ حجم المستشعر الجديد نحو 1.7 مليمتر فقط، وقد طوّره فريق بحثي من جامعة شنغهاي جياو تونغ، ليعمل باستخدام الضوء بدلاً من الأنظمة الإلكترونية التقليدية، ما يجعله أكثر ملاءمة للأدوات الطبية الدقيقة والروبوتات المصغرة، وفق موقع “interesting engineering“.
ويرى الباحثون أن هذه التقنية قد تُحدث نقلة نوعية في الجراحات طفيفة التوغل، إذ ستسمح للروبوتات باكتشاف أي تلامس غير آمن مع الأنسجة الحساسة والاستجابة فورياً لتجنب الأضرار المحتملة.
الضوء بدلاً من الأسلاك
تعتمد أنظمة الجراحة الروبوتية الحالية بشكل أساسي على التصوير، لكنها تفتقر إلى القدرة على الإحساس بالتفاعل الفيزيائي داخل الجسم، خصوصاً في المساحات الضيقة والمعقدة. كما أن مستشعرات القوة التقليدية غالباً ما تكون كبيرة الحجم أو معقدة التركيب، ما يحدّ من استخدامها في الأدوات الطبية المصغرة.
وأوضح الباحثون، أن المستشعر الجديد يعتمد على ألياف بصرية مزودة بطرف مطاطي مرن، يتشوه بشكل طفيف عند ملامسة أي جسم. ويؤدي هذا التشوه إلى تغيير نمط انتشار الضوء داخل المستشعر، ليتم بعد ذلك تحليل الصورة الناتجة عبر خوارزميات تعتمد على البيانات لحساب القوة وعزم الدوران في جميع الاتجاهات.
وقال قائد الفريق البحثي جيان لونغ يانغ، إن التقنية الجديدة تسمح “للآلات بالشعور بالتلامس والضغط والالتواء في الوقت الفعلي”، ما يمنح الروبوتات قدرة أكبر على العمل بأمان داخل البيئات الجراحية الحساسة.
اكتشاف الأورام المخفية
ولإثبات فعالية التقنية، اختبر الباحثون المستشعر داخل نماذج هلامية تحاكي الأنسجة البشرية، تحتوي على أجسام صلبة تشبه الأورام المخفية تحت السطح.
وأظهرت النتائج قدرة المستشعر على تحديد مواقع هذه التراكيب المخفية بدقة، ما يفتح الباب أمام استخدامه مستقبلاً في الكشف المبكر عن الأورام أو مساعدة الجراحين أثناء العمليات المعقدة.
ويعتقد الفريق أن دمج هذه التقنية في الأنظمة الجراحية الروبوتية قد يمنح الأطباء مستوى غير مسبوق من التحكم والدقة، خاصة في العمليات التي تُجرى داخل العين أو عبر ممرات جراحية شديدة الضيق، حيث قد يؤدي أي احتكاك بسيط إلى تلف الأنسجة الحساسة.
نحو الاستخدام الطبي الفعلي
ويعمل الباحثون حالياً على تحسين آلية تصنيع المستشعر وتقليل متطلبات المعايرة، تمهيداً لدمجه في الروبوتات الطبية والصناعية وإجراء اختبارات طويلة الأمد في بيئات تشغيل حقيقية.
كما يخطط الفريق لتطوير أنظمة مدمجة وسهلة الاستخدام، تتيح للأطباء والمهندسين توظيف هذه التقنية عملياً داخل غرف العمليات والمنشآت الصناعية، في خطوة قد تقرّب الروبوتات أكثر من امتلاك “حواس بشرية” حقيقية.