Bacteriën ingezet als robot-motors

Een onderzoeker van een Canadees instituut voor nanorobotica heeft een methode ontwikkeld om bacteriën te gebruiken om een microrobot te verplaatsen. De kleine robot bedient de bacteriën indirect, via een computer.

De microrobot, of micromachine die Sylvian Martel van het NanoRobotics Laboratory van de École Polytechnique de Montréal ontwikkelde, is 300 micrometer bij 300 micrometer groot, aldus MIT Technology Review. Aan de bovenkant bevatten de robots kleine zonnepanelen die als energiebron dienst moeten doen. De opgewekte energie wordt verdeeld onder een sensor en een communicatiecircuit. De sensor is gevoelig voor de pH-waarde van het medium waarin de kleine robot zich bevindt. De communicatie-elektronica zendt elektromagnetische pulsen uit die elkaar sneller opvolgen naarmate de waargenomen pH-waarde hoger is.

De robot beschikt zelf niet over een methode om zich voort te bewegen: daar worden bacteriën voor ingezet. De pulsen die de robot uitzendt, worden gebruikt om de bacteriën, een variant die gevoelig voor magnetische velden is, te sturen. Zo bewegen de bacteriën de robot richting een locatie met hoogste pH-waarde, terwijl een nieuwe richting wordt gekozen wanneer de pulsen vertragen. Het vergt ongeveer drieduizend bacteriën om de microrobot te verplaatsen, waarbij de levensverwachting voor de bacteriën slechts enkele uren bedraagt. Mede daarom is het volgens Martel niet haalbaar de bacteriën permanent aan de robot te bevestigen. De wetenschapper uit Montréal hoopt dat zijn voortstuwingsonderzoek in de toekomst een toepassing in de medische sector zal vinden.

Reacties (26)

[Verwijderd]

Slimme zet. Ik denk wel dat er een toekomst in zit voor de medische sector. Zeker voor het weghalen van kwaadaardig weefsel (bijvoorbeeld kanker e.d.). Ik snap dat het nog in de kinderschoenen staat, maar als je de bacteriën kan gebruiken, waarom ook niet? Misschien dat het later voor meer toepassingen gebruikt kan worden. Zo zien we weer dat bacteriën nuttiger zijn dan we zelf denken

[Verwijderd]

Robin_1986:
"Zo zien we weer dat bacteriën nuttiger zijn dan we zelf denken"

Er zijn een heleboel nuttige bacteriën...
Ik denk dat jij bij bacteriën alleen maar aan ziektes en besmettingen denkt zoals veel mensen...

Ze zetten bijvoorbeeld anorganische stoffen om in organische stoffen.... zonder dat zoude we moeilijk aan eten komen, aangezien wij organische stoffen eten
Maar ook in ons lichaam zitten veel goede bacteriën, die bijvoorbeeld helpen bij het verteren van voedsel

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 13:20]

[Pjerry]

Ja, wij kunnen ons bestaan zonder bacteriën gewoon geheel vergeten. Verreweg het grootste deel van de bacteriën is nuttig (denk aan onze darmen bijv.).
Zien we ook gelijk het nadeel van onze superschoon maatschappij, ook de goede bacteriën worden gedood, bacteriën die ons juist beschermen. Een bacterioloog zei ooit eens: op elke plaats waar een goede bacterie(stam) zit kan geen slechte stam zitten, door het doodmaken van de goede stam, krijgen de slechteriken meer kans!

Ze zetten bijvoorbeeld anorganische stoffen om in organische stoffen.... zonder dat zoude we moeilijk aan eten komen, aangezien wij organische stoffen eten

Je denkt hierbij zeker wel aan een zeer specifieke groep bacteriën en een zeer specifieke groep anorganisch materiaal. De scheidslijn tussen organische en anorganische chemie/stoffen is niet altijd even duidelijk (denk aan organometaal chemie, het woord organo- duidt al op organisch, maar behoort toch echt tot de groep van anorganische chemie), maar het overgrote deel van anorganisch materiaal is toch echt nooit om te zetten in organsch materiaal. Anorganische stoffen ontberen nou eenmaal (normaliter, zie uitzonderingen hierboven én CO₂) het kenmerkende atoom koolstof (C). Één van de weinige links tussen organische en anorganische stoffen is CO₂. Één van de weinige anorganische stoffen die een C in zich heeft. Laat nou net de fotosynthese verantwoordelijk zijn voor de omzetting van deze anorganische stof naar een organische stof en niet bacteriën.... Maar als je ver genoeg zoekt zal er zeker wel een bacterie zijn die voldoet aan jouw stelling (m.n. dan op het gebied van de organometaalchemie).

Wat hier gebeurt is een super klein mini robotje (als je het al zo mag noemen, maar dat zal wel een definitiekwestie zijn, waar die jongens veel beter in thuis zijn dan ik) welke bacteriën voor zich aan het werk zet. Dat we bacteriën voor ons het "vuile" werk op laten knappen is natuurlijk niet nieuw (denk aan een waterzuiveringsinstallatie bijvoorbeeld), maar dat we ze echt kunnen besturen een bepaalde kant op te bewegen had ik tot nog toe niet gezien. Hoe weinig significant het hier ook lijkt, als hier de juiste middelen op ingezet worden en er voldoende groepen op deze aardkloot hun schouders eronder zouden gaan zetten, dan zouden hier nog wel eens spectaculaire toepassingen uit voort kunnen komen. Met als resultaat aanzienlijk grotere "robots" dan dit super kleine dingetje en veel specifieker bestuurbaar.
Ik vind het out-of-the-box denken van Robin_1986 en himlins_ nog helemaal niet zo gek. We zullen ons wel moeten realiseren dat zich niet iedere bacterie zal laten "dresseren" en dat als we het in de medische wereld toepassen deze bacteriën geen kwaad bij de mens veroorzaken.

Er zijn nog lange wegen te bewandelen voordat we dit ook echt ergens toegepast gaan zien worden, maar ja What's new and different als we met fundamentele toepassingen bezig zijn, een medicijn ontwikkelen kost ook vaak tientallen jaren.....

Bronnen:
http://www.encyclo.nl/begrip/anorganisch
http://nl.wikipedia.org/wiki/Anorganische_chemie
http://nl.wikipedia.org/wiki/Organische_chemie

/edit typo's en de small txt, bronnen toegevoegd.

@ qwertyuiop123 hieronder
Heel veel succes, spannende tijden dus..... wel bedtijd hè als je in je examenweken zit

[Reactie gewijzigd door Pjerry op 24 juli 2024 13:20]

[Verwijderd]

Dat de reactie van Pjerrie zo hoog gemod wordt laat toch maar weer heel duidelijk zien dat de kennis van biologie op dit forum niet heel hoog is...

Je denkt hierbij zeker wel aan een zeer specifieke groep bacteriën en een zeer specifieke groep anorganisch materiaal.

Laat nou net de fotosynthese verantwoordelijk zijn voor de omzetting van deze anorganische stof naar een organische stof en niet bacteriën...

Je hebt inderdaad gelijk dat fotosynthese verantwoordelijk is voor deze omzetting, maar je vergeet hierbij te vermelden dat juist bacterien de organismen zijn die het fotosynthese proces zo'n 3500 miljoen geleden ontwikkeld hebben. En bacterien daarmee dus verantwoordelijk zijn voor bijna al het organisch materiaal op aarde. Inderdaad, 3000 miljoen jaar later, hebben ook planten dit proces zich eigen gemaakt. Ze hebben deze bacterien heel slim voor zichzelf aan het werk gezet door die bacterien op te nemen in hun cel. Deze opgenomen bacterien hebben zich later ontwikkeld als chloroplasten.

Verder leesvoer hierover:
http://www.chm.bris.ac.uk/motm/oec/motm.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthesis

Dus het gaat hier niet om een zeer specifieke groep bacterien, en al helemaal niet om een zeer specifieke groep anorganisch materiaal... maar gewoon over fotosynthese dat is ontwikkeld door juist ja, bacterien!

En behalve dit hebben we niet alleen al het organisch materiaal op deze aardbol aan die bacterien te danken, maar ook nog eens, de zuurstof die wij elke dag inademen, alle fossiele brandstoffen, ons leefbare klimaat en last but not least hebben ze ook nog eens een chemische energie ontwikkeld die wij elke dag gebruiken (in de zin van koolhydraten en suikers) om tsjah... te leven...

Dus iets meer respect voor die bacterien mag wel hoor!

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 13:20]

[Verwijderd]

ik haalde even wat dingen door elkaar denk....
volgens mij was het zoiets:

producenten -> planten: anorganisch -> organisch
consumenten -> mensen + dieren : organisch -> organisch
reducenten -> bacteriën : organisch -> anorganisch

hoop maar dat het wat gaat worden met mijn examen bio morgen


edit: het is pas om half 2... dus kan uitslapen

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 13:20]

[superwashandje]

waar staat dat het gebruikt zou kunnen worden voor het weghalen van kwaadaardig weefsel?

[Verwijderd]

laatste regel : " De wetenschapper uit Montréal hoopt dat zijn voortstuwingsonderzoek in de toekomst een toepassing in de medische sector zal vinden."

of bedoel je specifiek kwaadaardig weefsel?
Daar zijn ze veel mee bezig tegenwoordig

[superwashandje]

heh, ja ik bedoelde specifiek het weghalen van (kwaadaardig) weefsel. een toepassing in de "medische sector" zegt natuurlijk niets, laat staan het weghalen van weefsel.
ik vraag me dan ook af hoe robin1986 daar bij komt

[Verwijderd]

als je robotjes kan sturen... kan je ze naar een bepaald weefsel toesturen....
dus dan stuur je ze bijvoorbeeld naar kwaadaardig weefsel en dan doe je iets op het robotje om dat weg te laten halen....

tis niet dat het ergens staat,,, maar je kan er op komen door logisch na te denken

[superwashandje]

ik denk dat er te veel praktische problemen zijn om dat zomaar even te bedenken en het logisch te noemen.

-zo is bijvoorbeeld neit bekend of het schadelijke bacterien zijn in het lichaam.
-hoe wil je deze bacterien sturen als het robotje op zonnecellen werkt (te klein voor batterijen)
-Ook komen in het lichaam verschillende milieus voor met een andere pH dus sturen zal dan zowieso lastig gaan lijkt me
-dan moet je nog genoeg bacterien in leven houden om uberhaupt bij het weefsel aan te komen (ze leven maar een paar uur)
-vervolgens zou het weefsel wel toegankelijk moeten zijn (ingekapseld komt nog wel eens voor als het kwaadaardig is en het lichaam dit herkend)
-dan komt nog het punt dat het robotje "iets" moet doen om het weefsel weg te laten halen (wat wel een hele grote stap is om aan te nemen dat dit logisch is)

kortom: ik vind het nog wel een grote stap om meteen het weghalen van kwaadaardig weefsel te noemen terwijl zelfs de wetenschappers hierachter het bij "een toepassing in de medische sector" houden

[Verwijderd]

niemand zegt toch dat het eventjes snel uitgevonden is hoe ze dat gaan doen....

[Umbrah]

Goh, dit doet me denken aan die koekreclames/die wortel-aan-een-hengel om iets voort te laten bewegen, alleen dan op nanometer schaal en met bacteriën in plaats van koters/grote herbivoren.

[himlims_]

Erg spannende techniek, voortbewegen zonder bewegende delen
Denk dat zoiets pas echt interresant wordt als ze op schaal inzet baar zijn.
Bijvoorbeeld 1000én ? die een tatoo wegschrapen van je huid ?
Of een bepaald kwaadaardig weefsel

_{misschien moet ik eens wat minder gaan roken}

//edit
filmpje; http://link.brightcove.co...3777539?bctid=23175821001

[Reactie gewijzigd door himlims_ op 24 juli 2024 13:20]

[Amanoo]

Volgens mij zijn er zeker wel bewegende delen. Alleen zijn die gigantisch klein en speciaal gekweekt.
Het is niet zoals die trein die volledig op magneten werkt.

[SA007]

300 micrometer bij 300 micrometer.

300µm = 0.3mm

[Bilel]

Het gaat hier om een "microrobot" ter grootte van 300 bij 300 micrometer. Geen back-from-the-future robot.

[Xorsist]

Na het lezen van het originele artikel lijkt de grootte van die robot niet veel groter te zijn als een . op een scherm. Er word ook vermeld dat er toepassing in de medische sector beoogd word,

Martel suggests that micro-machines could one day be used for medical purposes although there's still a long way to go.

maar dit lijkt mij beperkt tot werk in gebieden waar zonlicht mogelijk is daar ze op zonne energie draaien (dus niet in het menselijk lichaam of zo).

[Emunator]

niet veel groter
In de bron staat niet groter dan de punt aan het einde van deze regel.

[Verwijderd]

Ligt er natuurlijk maar net aan hoe groot die punt gerenderd wordt bij de gebruiker. Met een klein scherm op hoge resolutie zal die punt kleiner zijn dan een groot scherm met lage resolutie

[iceheart]

ik denk inderdaad dat het sarcastisch bedoeld is. het valt in ieder geval behoorlijk in de categorie carrot juice constitutes murder -- youtube linkje

[torp]

Het was noch sarcastisch, noch een grapje. Die zin zette me gewoon aan het denken en ja, het BBF klinkt mij ook tamelijk belachelijk in de oren. Maar zeg nou zelf, wie had 35 jaar geleden gedacht dat er nog eens een Dierenbevrijdingsfront zou ontstaan (geschiedenis zie hier)? Die naam is natuurlijk ook half schertsend gekozen. Maar gezien het razendsnelle omlaagmodden is de tijd nog niet rijp voor zulke overwegingen.

Gek genoeg dacht men aan het begin van onze eeuw nog heel makkelijk over 'industrieel' gebruik van micro-organismen. Zo vonden wij in het archief van Tweakers.net (een destijds goedbezochte 'website' – een soort primitieve megacloud) een bericht van ene 'torp' dat op weinig begrip stuitte bij andere lezers.