Şekil Değiştiren Moleküler Robotlar

Tohoku Üniversitesi ve Japon İleri Bilim Enstitüsü‘nde çalışmlarda bulunan Japon araştırma grubu, DNA ve protein gibi biyomoleküllerden oluşan canlı kültür hücrelerini tedavi etmek için programlanabilir ve kontrol edilebilir bir Moleküler Robot geliştirdi.Araştırmacılar, moleküler robotu yapay bir hücre zarına moleküler makineleri entegre ederek geliştirdi.Bu robot, belli bir DNA sinyaline tepki olarak şekil değiştirme işlevini başlatabilme ve durdurabilme özelliğine sahiptir.Çapı yaklaşık bir mikrometre olan bu insan hücrelerine benzer boyuttadır. Bir moleküler robotik sistemin sinyalleri tanıdığı ve şeklini değiştiren fonksiyonunu kontrol edebildiği ilk kez bu şekiLde kanıtlanmış oldu. Bunun anlamı, moleküler robotların yakın gelecekte canlı organizmalara benzer bir şekilde işlev yapabilmelerin önünü açmasıdır.

Yukarıda moleküler robotun şematik diyagramı gösterilmektedir.Şekil A’da,Moleküler aktüatörler robotun içinde çalışır ve yapay hücre zarının beden şeklini değiştirir. Bir DNA sinyali girildiğinde, aktüatörden gücü ileten ‘Molecular Clutch’ şekil değiştirenin davranışını kontrol eder.Şekil B’de Moleküler robotların mikroskopik görüntüleri görülmektedir. Girilen DNA sinyali “dur” olduğunda, kapalı konumuna getirilir ve sonuç olarak şekli değiştiren davranış sona erer (sol taraf). DNA sinyal girişi başlangıç olduğunda şekil değiştirme davranışının başlatılması da doğrulanmış olur (sağ taraf).

Çalışmayı yöneten Tohoku Üniversitesi Mühendislik Enstitüsünde Doçent olan Shin-ichiro Nomura , “Sürekli değişen konsantrasyonlarda 20’den fazla kimyasal madde ile moleküler robotlarımızı çalıştırmak için iyi şartlar belirlemek bir buçuk yılımızı aldı.Robotun şeklini değiştiren hareketi mikroskopta görmek heyecanlıydı.Robotumuzdaki karmaşık koşullara rağmen tasarımlı DNA kavramağımızın mükemmel bir şekilde çalıştığını gösteriyordu. ”

Bileşenleri moleküler düzeyde tasarlanmış ve insan vücudu gibi küçük ve karmaşık bir ortamda işlev görebilen bir moleküler robotun gerçekleştirilmesinin araştırmacılara göre robot mühendisliğinin olanaklarını önemli ölçüde arttırması bekleniyor.Bu çalışmanın sonuçları, canlı kültür hücreleri için bir tedavi robotu ve çevre kirliliğini kontrol etmek için bir izleme robotu gibi önemli tıbbi problemleri çözmeye yardımcı olabilecek teknolojik gelişmelere yol açabilir.

Kaynak:

http://www.tohoku.ac.jp/en/press/molecular_robot.html