„A katéter vékony, műanyagból, gumiból, szilikonból, fémből vagy üvegből készült kis cső vagy slag, amivel az üreges szerveket, mint a húgyhólyag, a gyomor, a belek, különböző edények, a fül vagy a szív meg lehet szondáztatni, ki lehet üríteni, fel lehet tölteni vagy ki lehet öblíteni” – írja a Wikipédia az utóbbi évtizedek sebészetét jelentősen átalakító eszközről.

A mai katéterek gondos mérnöki munkával kialakított robotikus szerkezetek. Hozzájárulnak, hogy a sebész minél kevésbé invazív módon hajtsa végre a beavatkozást, szervezetbe juttatásuk viszont még mindig manuális és időigényes folyamat.

A funkcionális rostok és az intelligens robotika gyors fejlődésének eredményeit összekombinálva, svájci és brit kutatók katéter-formájú távirányítható, sőt, félautomata módban is működő puha robotot fejlesztettek.

Ez az első eset, hogy ilyen szerkezetek méretezhetők, összetett funkciók integrálhatók beléjük, és potenciálisan a szervezeten belül is irányíthatók.

Korábban csak kemény anyagokkal végzett ezúttal speciális hőtani eljárást („hőrajzolást”) alkalmaztak puha anyagokra, elasztomerre, azaz elasztikus polimerre, abból készítették a szerkezeteket . Rugalmassága és puhasága miatt esett rá a választás. Miután kinyújtjuk és elengedjük, „visszamegy” az eredeti állapotába, és elég puha is ahhoz, hogy minimalizálja érzékeny testszövetek sérülését.

A kutatók kitalálták, milyen hőre lágyuló elasztomerekre alkalmazható az eljárás. Eredeti tulajdonságainak megtartása volt a legfontosabb szempont, ezt az anyag legfőbb jellemzői alapján számolták ki, és végül sikerült megvalósítaniuk az elképzeléseket.

A mikrométer léptékű rostokban csatornák alakíthatók ki, és robotikus jellemzők dolgozhatók beléjük – képalkotó és stimuláló megoldások, elektródák stb.

Ezek a funkcionális elemek nyitják meg a kapukat a rostalakú autonóm robotok felé.  A gépecskék érzékelik a fényt, és „látnak” is, detektálják és elkerülik az út, például a gyógyszer a szervezet megfelelő pontjára való eljuttatása közbeni akadályokat, megtalálják rendeltetési helyüket. Működésükben kritikus jelentőségű a komplex irányító algoritmus.

A kutatók elmondták, hogy az elasztomer rostokba más anyagok is beágyazhatók, és meglepően egyszerű az előállításuk. Egy éjszaka alatt akár többszáz kilométer készíthető belőlük.

A rostalapú puha robotok távirányított katéterek mellett – és az emberi testen kívül – sok területen alkalmazhatók: az alvás minőségét figyelő matracoknál, önvezérlő ipari szerkezeteknél, hő- és tapintásérzékelőkkel felszerelt gépeknél, látórendszereknél stb.