Jessica Burgner-Kahrs, de directeur van het Continuum Robotics Lab aan de Universiteit van Toronto Mississauga, en haar team bouwen zeer slanke, flexibele en uitbreidbare robots, met een diameter van enkele millimeters, voor gebruik in de chirurgie en de industrie. Je zou het 'zoöbotica' kunnen noemen.

In tegenstelling tot humanoïde robots hebben zogenaamde continuümrobots lange, ledematenloze lichamen - niet anders dan die van een slang - waarmee ze moeilijk bereikbare plaatsen kunnen bereiken.

Overweeg een neurochirurg die een hersentumor moet verwijderen. Met behulp van een traditioneel, rigide chirurgisch instrument moet de chirurg de kankergezwel bereiken door een recht pad in de hersenen te volgen en het risico te lopen door vitaal weefsel te prikken en het te beschadigen.

Burgner-Kahrs, universitair hoofddocent wiskundige en computationele wetenschappen aan de U of T Mississauga, stelt zich een dag voor waarop een van haar slangachtige robots, geleid door een chirurg, een kronkelend pad rond het vitale weefsel zou kunnen nemen, maar toch de precieze operatieplaats. Hersentumoren die voorheen onbruikbaar waren, kunnen plotseling operabel worden.

"Het kan een revolutie teweegbrengen in de chirurgie", zegt ze.

Burgner-Kahrs, een computerwetenschapper en werktuigbouwkundig ingenieur, zegt dat haar laboratorium ook een meer geavanceerde generatie continuümrobots ontwikkelt die zijn uitgerust met sensoren en zichzelf gedeeltelijk kunnen sturen. Een chirurg zou de robot op afstand moeten bedienen met een computer, maar de robot zou obstakels kunnen ontwijken en zijn bestemming herkennen. Een chirurg kan een van deze robots inzetten om bijvoorbeeld een weefselmonster uit de buik te nemen of een kankermedicijn rechtstreeks in een tumor in de longen te injecteren.

Er zijn ook toepassingen buiten het menselijk lichaam.

Een continuümrobot kan door het interieur van een straalmotor glijden en deze op schade inspecteren. Het lab experimenteert met nieuwe vormen die nog handiger en uitbreidbaarder zijn. Een recent ontwerp, met mogelijke zoek- en reddingstoepassingen, is geïnspireerd op origami:het is erg licht en kan tot 10 keer langer worden verlengd dan andere ontwerpen.

Volgende generatie continuümrobots

Om robots te ontwikkelen die veilig kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan medische en andere toepassingen, wil Burgner-Kahrs de volgende vragen beantwoorden:

• Hoe kunnen we continuümrobots besturen zodat ze nog preciezer door beperkte en kronkelige omgevingen bewegen?
• Hoe kunnen we een meer intuïtieve interface tussen mens en robot ontwerpen? Kunnen we een volledig autonome robot realiseren?
• Hoe kunnen we meerdere continuümrobots tegelijk gebruiken om samen een taak uit te voeren?

Hoe een slanke, slangachtige robot artsen nieuwe manieren kan bieden om levens te redden