I ricercatori dell’Università del Minnesota Twin Cities hanno sviluppato un sistema di stampa 3D adattivo che può identificare le posizioni di organismi distribuiti casualmente e spostarli in modo sicuro in posizioni specifiche per l’assemblaggio.
Un sistema di stampa 3D adattivo, sviluppato dai ricercatori dell’Università del Minnesota Twin Cities, può identificare le posizioni di organismi distribuiti casualmente e spostarli in modo sicuro in posizioni specifiche per l’assemblaggio. Questa tecnologia autonoma farà risparmiare ai ricercatori tempo e denaro in bioimaging, cibernetica, crioconservazione e dispositivi che integrano organismi viventi. La ricerca è pubblicata su Advanced Science, una rivista scientifica sottoposta a revisione paritaria. I ricercatori hanno un brevetto in attesa sulla tecnologia.
Il sistema adattivo di stampa 3D può tracciare, raccogliere e posizionare con precisione insetti e altri organismi, siano essi fermi, in goccioline o in movimento. Il metodo pick-and-place guidato da dati visivi e spaziali in tempo reale si adatta e può garantire il posizionamento preciso degli organismi.
“La stampante stessa può agire come farebbe un essere umano, con la stampante che funge da mani, il sistema di visione artificiale come occhi e il computer come cervello – afferma Guebum Han, ex ricercatore post-dottorato in ingegneria meccanica dell’Università del Minnesota e primo autore del documento – La stampante può adattarsi in tempo reale a organismi in movimento o fermi e assemblarli in una determinata matrice o schema”.
In genere, questo processo viene eseguito manualmente e richiede una formazione approfondita, che può portare a incongruenze nelle applicazioni basate sugli organismi. Con questo nuovo tipo di sistema adattivo di stampa 3D, la quantità di tempo per i ricercatori diminuisce e consente risultati più coerenti.
Gli sviluppi della tecnologia
Questa tecnologia potrebbe aumentare il numero di organismi elaborati per la crioconservazione, separare gli organismi vivi da quelli deceduti, posizionare gli organismi su superfici curve e integrare gli organismi con materiali e dispositivi in forme personalizzabili. Potrebbe anche gettare le basi per la creazione di complesse disposizioni di organismi, come le gerarchie di superorganismi, strutture organizzate che si trovano in colonie di insetti come formiche e api. Inoltre, la ricerca potrebbe portare a progressi nella biofabbricazione autonoma rendendo possibile la valutazione e l’assemblaggio di organismi.
Per esempio, questo sistema adattivo è stato utilizzato per migliorare i metodi di crioconservazione per gli embrioni di pesce zebra, che in precedenza venivano eseguiti tramite manipolazione manuale. Con questa nuova tecnologia, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che il processo poteva essere completato 12 volte più velocemente rispetto al processo manuale. Un altro esempio mostra come la sua strategia adattiva ha tracciato, raccolto e posizionato coleotteri in movimento casuale e li ha integrati con dispositivi funzionali.
In futuro, i ricercatori sperano di continuare a far progredire questa tecnologia e di combinarla con la robotica per renderla portatile per la ricerca sul campo. Ciò potrebbe consentire ai ricercatori di raccogliere organismi o campioni in aree che normalmente sarebbero inaccessibili.
Questo lavoro è stato finanziato dalla National Science Foundation, dai National Institutes of Health e dal Regenerative Medicine Minnesota.
