ביומימיקרי

משמעות המונח ביומימיקרי היא חיקוי החיים (Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate). ביומימיקרי היא דיסיפלינה רב-תחומית המקדמת חיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים מקיימות.

זה מיקרואורגניזם, זה מחולל מחלות...זה רובוט!

סון דזה, או החכם סון בסינית, מחברו של הספר "אומנות המלחמה" כתב: "דע את האויב ודע את עצמך". פרופ' Mingjun Zhang מסתכל על מלחמה אחרת, מלחמת הגוף בפתוגנים. פתוגנים הם מיקרואורגניזם מחוללי מחלות, ולמידת מנגנוני הפעולה שלהם תסייע אולי לבנות רובוט שיתבסס על ידע זה, וישמש תרופה.

הרובוט המתוכנן הוא לא אוסף של מחברים מתכתיים אלא מיקרו רובוט, קטנטן, בעל יכולת שחייה, רובוט המבוסס על אורגניזם ביולוגי הנע בגוף. הצוות של פרופ' Mingjun Zhang שבאוניברסיטת טנסי משלב חוקרים מהמחלקות מכניקה, תעופה וחלל והנדסה ביו רפואית. במחקר התגלו ממצאים משמעותיים בדבר יכולת השחייה וההיצמדות של הפתוגן Giardia. פתוגן זה אחראי לאחת ממחלות המעיים הנפוצות ביותר בעולם, מחלה הפוגעת במיליוני אנשים בשנה בארצות המפותחות, ויותר מכך בארצות המתפתחות. מחלה זו קשה למיגור מאחר ול Giardia מאכסנים גם ביצורים חיים אחרים פרט לאדם.   

במשך 250 שנים ניסו מדענים להבין כיצד מסוגל מיקרואורגניזם להיצמד למשטחים רבים ושונים, ולשחות בסביבה קשה. להבדיל מרוב הפרזיטים, להם יש מאכסן ספציפי, מאפשרת יכולת ההיצמדות והשחייה שיש לפתוגן Giardia להתפשט, ולהדביק בדרכו מינים שונים.
החוקרים בצוותו של Zhang מצאו, שאצל הפתוגן Giardia אחראי כל זוג שוטונים על פונקציה אחרת. הם מצאו שאורכו של שוטון הוא 12 מיקרומטר וקוטרו רק כמה מאות ננומטרים. על בסיס תגלית זו, גילה הצוות דרך להילחם במתקפת הפתוגן, על ידי חסימת יכולתו להיצמד לפני שטח המעי.                                           
היישומים העתידיים, הטמונים בחקר מבנה הפתוגן ואופן פעולתו, רבים ומגוונים. בניית מיקרו-רובוטים שישוטו בגוף האדם לצורך העברת תרופות, שבירת אבני כליה ועוד. אמנם היישומים עדיין בגדר חלום רחוק, אך הידע קיים, כלי המחקר קיימים, ורק נותר "לדעת את האויב" ולקבל ממנו השראה לפיתוחים שונים.                     
הצוות זכה במענק בסך 170,000$ מהצי האמריקאי – האם בנוסף ליישומים רפואיים, נראה בעתיד רובוטים צבאיים מבוססי תנועה פתוגנית נעים ביעילות בים?

למידע נוסף