نوزاد رباتیکی که شیر خوردن نوزاد واقعی را شبیه‌سازی می‌کند

دانشمندان یک نوزاد رباتیک ساخته‌اند که دارای دهانی مجهز به حسگر است و زبانی نرم و مدارهای عصبی برای شبیه‌سازی رفتارهای تغذیه‌ای انعکاسی و تطبیقی ‌نوزاد دارد که می‌تواند به پیشرفت در حوزه‌های پزشکی منجر شود.

کد خبر: ۸۰۱۲۵۷

تاریخ: ۱۸ ارديبهشت ۱۴۰۴ - ۱۳:۴۰

به گزارش ایران اکونومیست، محققان یک نوزاد رباتیک نرم پیشگام را توسعه داده‌اند که برای تقلید از رفتارهای تغذیه‌ای اولیه و رشد حرکتی دهانی نوزاد واقعی طراحی شده است.

به نقل از آی‌ای، نوزاد رباتیک یا بیبی‌بات که با دهانی حسگردار، زبانی نرم و مدارهای عصبی مهندسی شده است، رفلکس‌های پیچیده تغذیه و مراحل رشد را از بدو تولد تا شش ماهگی شبیه‌سازی می‌کند.

این ربات که توسط گروهی متشکل از اعضای موسسه فناوری فدرال سوئیس (EPFL) و مرکز تحقیقات نستله لوزان توسعه یافته است، پاسخ‌های نوزاد به بافت‌ها و شرایط مختلف غذایی، از جمله چالش‌هایی مانند مکیدن نابالغ و رفلکس‌های تهوع را به طور دقیق شبیه‌سازی می‌کند.

به گفته این گروه، این نوآوری جایگزینی ایمن و اخلاقی برای آزمایش‌های انسانی ارائه می‌دهد. این ربات با ارائه یک مدل آزمایشگاهی واقع‌گرایانه و مدولار از عملکرد حسی-حرکتی اولیه دهان، امکانات جدیدی را در مراقبت از کودکان، زیست‌شناسی تکاملی و مهندسی زیست‌پزشکی ایجاد می‌کند.

شبیه‌سازی تغذیه نوزاد

رشد انسان به رفتارهای تغذیه‌ای و مهارت‌های حرکتی دهانی بستگی دارد که برای تغذیه مناسب و سلامت عمومی بسیار مهم هستند، به خصوص در مراحل اولیه نوزادی که این مهارت‌ها به سرعت رشد می‌کنند.

با این حال، به دلیل خطرات روش‌های تهاجمی و غیرقابل پیش‌بینی بودن واکنش‌های نوزاد، تحقیق در مورد سیستم‌های تغذیه نوزاد، هم از نظر اخلاقی و هم از نظر عملی با دشواری‌هایی همراه است. پیچیدگی کامل این رفتارها را نمی‌توان به طور کامل با روش‌های مرسوم مانند شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، تصویربرداری، معیارهای فیزیولوژیکی و ابزارهای مشاهده‌ای به تصویر کشید.

پیشرفت‌های اخیر در رباتیک نرم، فرصت‌های جدیدی را ارائه می‌دهد. ربات‌های نرم می‌توانند رفتارهای انسانی مانند خوردن، بلعیدن و حرکات زبان را شبیه‌سازی کنند، زیرا از مواد نرم و بافت مانند ساخته شده‌اند. با این حال، بسیاری از سیستم‌های رباتیک فعلی فاقد ترکیبی از حسگرها، محرک‌ها و سیستم‌های کنترل تطبیقی ‌مورد نیاز برای شبیه‌سازی تغذیه نوزاد هستند و در عوض بر حرکات فردی یا آناتومی بزرگسالان تمرکز دارند.

برای رفع این شکاف‌ها، محققان بیبی‌بات (BabyBot) را توسعه دادند که یک پلتفرم رباتیک نرم است که ساختارهای دهانی و رفتار تغذیه‌ای نوزاد را شبیه‌سازی می‌کند. بیبی‌بات دارای حفره دهانی حسگردار، زبان رباتیک نرم و مدارهای عصبی است که پاسخ‌های تغذیه‌ای انعکاسی و تطبیقی ‌را شبیه‌سازی می‌کنند.

پیشرفت رباتیک زیست‌پزشکی

بیبی‌بات یک سیستم رباتیک نرم ماژولار است که برای شبیه‌سازی پیشرفت رفتارهای تغذیه‌ای نوزاد از بدو تولد تا شش ماهگی توسعه یافته است. این ربات با موفقیت مراحل کلیدی رشد حرکتی دهان، از جمله گذار از رفتارهای غیرطبیعی شبیه به نوزادان نارس به کنترل حسی حرکتی بالغ را شبیه‌سازی می‌کند.

به گفته این گروه، طراحی مکانیکی آن که از آناتومی دهان نوزاد الهام گرفته شده است، شامل یک زبان رباتیک نرم است که قادر به فشرده‌سازی اولیه، حرکات پیچیده و هماهنگی چندوجهی است.

نکته مهم این است که بیبی‌بات ظرفیت مدیریت غذاهای مایع و نیمه جامد و انجام رفتارهای تغذیه‌ای مطابق با مراحل رشد، مانند تغذیه با شیشه و قاشق را نشان می‌دهد. علاوه بر این، مکانیسم‌های دفاعی مانند رفلکس را شبیه‌سازی می‌کند و اطلاعاتی در مورد رفتارهای غیرعادی مانند مکیدن نابالغ ارائه می‌دهد.

این ویژگی‌ها، آن را به ابزاری موثر برای ارزیابی بالینی، شبیه‌سازی انواع تنظیمات تغذیه و فراهم کردن یک محیط آموزشی بدون خطر برای پزشکان و مراقبان تبدیل می‌کند.

برخلاف دهان‌های رباتیک متمرکز بر بزرگسالان یا دستگاه‌های بلع ایزوله موجود، بیبی‌بات یک سیستم حسی-حرکتی هوشمند و حلقه بسته ارائه می‌دهد و تنها پلتفرم شناخته‌شده‌ای است که تغذیه نوزاد را در مراحل مختلف شبیه‌سازی می‌کند. ماژولار بودن ربات همچنین شبیه‌سازی تنوع بین فردی و رشد غیرطبیعی را امکان‌پذیر می‌کند.

پیشرفت‌های آینده شامل ادغام عملکردهای جویدن، بزاق مصنوعی و هوش مصنوعی برای افزایش پردازش حسی و کنترل تطبیقی ‌خواهد بود.