Descrizione del progetto
Microrobot a propulsione
I microrobot sono microsistemi progettati per muoversi in ambienti biologici e svolgere mansioni biomediche su microscala, come il biorilevamento e la somministrazione di farmaci. Tuttavia, la propulsione dei microrobot in mezzi biologici rappresenta una sfida, poiché le proprietà reologiche differiscono da quelle dell’acqua. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto VIBEBOT mira a sviluppare microrobot in grado di muoversi attivamente in materiali viscoelastici. L’idea è dotare questi microdispositivi di una tecnologia vibrazionale che permetta loro di penetrare nei tessuti molli e di raggiungere in modo più efficiente i bersagli in vivo. I ricercatori imiteranno le proprietà reologiche dei fluidi biologici in vitro e ottimizzeranno la forma, la superficie, il materiale e l’andatura dei microrobot per facilitarne la propulsione.
Obiettivo
Wireless micro-robots hold great potential for minimally-invasive medicine, since they may allow for targeted drug delivery, in vivo sensing, stimulation, and even new surgical procedures. However, the biggest hurdle for biomedical applications is the penetration of real biological media, for instance, mucus, vitreous, blood clots and tumour tissues. Most current micro-/nano-robots can propel in water, however, the same propulsion mechanisms do not readily transfer to viscoelastic biological media. One major bottleneck is that it is not possible to exert enough force for propulsion in a system that could one day also accommodate a human. The overall goal of this proposal is to develop vibrational microdevices that can actively propel and wirelessly sense in viscoelastic biological tissues. The excited mechanical vibration is coupled with the frequency-dependent fluidic rheology to increase the energy release rate, to reduce the penetration force needed for tissue rupture, and thus to facilitate an easier penetration of the tissues. We will investigate the fundamental mechanisms of propulsion at low Reynolds number in viscoelastic materials. The microrheology of the biological fluids will be measured and modelled, and it will allow us to optimize the shape and gait of the micro-robot to exploit the complex rheological properties of biological tissues and generate propulsion. The proposed work will also advance three-dimensional fabrication technologies for asymmetric micro-/nanostructures as key elements to interact with tissues to facilitate efficient locomotion. We will also develop novel sensing methods for in vivo sensing and localization of the microdevices. Our research will lead to a new class of micro-robots - the VIBEBOTS that will be able to actively penetrate real tissues, and open up outstanding opportunities for useful biomedical applications.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
69120 Heidelberg
Germania