เล็กพริกขี้หนู ! ชม “หุ่นยนต์ผ่าตัดจิ๋ว” ขนาดเท่าเมล็ดพืช ทำงานได้แบบ 5-in-1

ลองจินตนาการถึงหุ่นยนต์ผ่าตัดที่สามารถเคลื่อนที่ ตัดเนื้อเยื่อ จ่ายยา คีบเก็บตัวอย่าง และสร้างความร้อนได้แบบไร้สาย หลายคนคงคิดถึงเครื่องจักรขนาดใหญ่ แต่ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาหุ่นยนต์อัจฉริยะแบบ 5-in-1 ที่มีขนาดเล็กจนสามารถวางบนปลายนิ้วได้อย่างสบาย ๆ แล้ว

หุ่นยนต์จิ๋วนี้มีความยาวเพียง 4.4 มิลลิเมตร พัฒนาขึ้นโดยทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยาง (NTU) ประเทศสิงคโปร์ มันสามารถคืบคลานไปบนเนื้อเยื่อที่อ่อนนุ่ม และสลับการทำงานระหว่างฟังก์ชันได้ภายในเวลาไม่ถึงวินาที โดยไม่ต้องพึ่งพาสายไฟ แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ หรือแบตเตอรี่ใด ๆ 

นวัตกรรมนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในวงการหุ่นยนต์การแพทย์พลังงานแม่เหล็ก(Magnetic Medical Robotics) ซึ่งใช้สนามแม่เหล็กจากภายนอกร่างกายในการนำทางอุปกรณ์ขนาดเล็กเข้าไปรักษาโรค ซึ่งที่ผ่านมามักเจอปัญหาคือหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ทำได้เพียงหน้าที่เดียว เพราะเมื่อปล่อยสนามแม่เหล็กออกไป ทุกส่วนของหุ่นยนต์จะขยับพร้อมกันหมดจนควบคุมแยกส่วนได้ยาก

ทว่า ทีมวิจัยของ NTU ได้แก้โจทย์นี้สำเร็จ ด้วยการพัฒนาโมดูลแม่เหล็กที่ปรับเปลี่ยนทิศทางได้ ทำให้เนื้อเยื่อแต่ละส่วนของหุ่นยนต์ ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กแตกต่างกัน ส่งผลให้แพทย์สามารถเลือกเปิดใช้งานเฉพาะส่วนที่ต้องการได้ และควบคุมการเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ

ตัวหุ่นยนต์สร้างขึ้นจากวัสดุซิลิโคนสูตรอ่อนนุ่ม (PDMS และ Ecoflex) ฝังอนุภาคแม่เหล็กขนาดจิ๋วประมาณ 5 ไมโครเมตรเอาไว้ รองรับการควบคุมระยะไกลได้อย่างแม่นยำผ่านสนามแม่เหล็กที่สร้างจากขดลวดภายนอก 

ตัวหุ่นยนต์มี 5 ฟังก์ชัน ได้แก่ โหมดตัดเนื้อเยื่อ (Cutting Mode) กางใบมีดขนาดจิ๋วเพื่อตัดผ่านเนื้อเยื่อชีวภาพ, โหมดตัดชิ้นเนื้อตรวจ (Biopsy Mode) มีก้ามหนีบสำหรับคีบและเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อในจุดที่เข้าถึงยาก

โหมดส่งยา (Drug-Delivery Mode) ปล่อยยาที่บรรจุไว้ล่วงหน้าไปยังตำแหน่งเป้าหมายในร่างกาย, โหมดสร้างความร้อน (Heating Mode) เล็งเฉพาะจุดเมื่อกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กสลับความถี่สูง และโหมดเคลื่อนที่ (Movement) นำทางผ่านสภาพแวดล้อมที่แคบภายในร่างกายมนุษย์

ทีมวิจัยได้ทดสอบหุ่นยนต์นี้ กับแบบจำลองเนื้อเยื่อและตับไก่ อีกทั้งยังได้ทดสอบความปลอดภัยกับเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ พบว่าเซลล์มากกว่าร้อยละ 99 ยังคงมีชีวิตรอดหลังการสัมผัส พิสูจน์ได้ว่าวัสดุที่ใช้ไม่มีความเป็นพิษ

อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมนี้ยังอยู่ในขั้นเริ่มต้นและทำงานภายใต้สภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการ โดยต้องอาศัยแพทย์เป็นผู้ควบคุมสั่งการจากภายนอก ซึ่งหากสำเร็จ ในอนาคตแพทย์อาจใช้หุ่นยนต์จิ๋วตัวเดียวนี้ในการวินิจฉัย รักษา และเก็บตัวอย่างได้ครบจบได้ในขั้นตอนเดียว