Метин Ситти — директор отдела физического интеллекта в Институте интеллектуальных систем Общества Макса Планка в Штутгарте , который он основал в 2014 году. Он также является профессором кафедры информационных технологий и электротехники в Швейцарской высшей технической школе Цюриха [1] , профессором Школы медицины и Инженерного колледжа в Университете Коч [2] и соучредителем компании Setex Technologies Inc., базирующейся в Питтсбурге , США.
Метин Ситти — пионер в области беспроводных крошечных медицинских роботов, клеев, вдохновленных гекконами, и миниатюрных роботов, вдохновленных биотехнологиями. Его группа, называемая Отделом физического интеллекта, стремится понять принципы проектирования, передвижения, управления, восприятия и обучения небольших мобильных роботов. [3] Ситти и его команда стремятся закодировать интеллект (например, восприятие, приведение в действие, управление, память, логику, вычисления, адаптацию, возможности обучения и принятия решений) в роботов. Они используют интеллектуальные материалы, структуры и механизмы, реагирующие на стимулы, чтобы закодировать интеллект в физическое тело робота. [4]
Интеллект существует через силу мозга – нейроны собирают и передают электрохимические сигналы, которые заставляют человека, животное или насекомое думать. Но есть и другая форма интеллекта, и она заключается в том, как устроено тело. У геккона есть ноги, которые помогают ему прилипать практически к любой поверхности, что делает его структуру интеллектуальной, поскольку она помогает ему выживать в природе. Физический интеллект означает, что аппаратное обеспечение является умным, а не только программное обеспечение, встроенное в мозг.
Исследования Метина Ситти и его команды варьируются от малых до милли- и микромасштабов. Некоторые роботы настолько малы, что имеют размер волоса. Очевидно, что вы не можете добавить много оборудования к такому маленькому роботу, поэтому вы должны иметь возможность управлять им извне, удаленно. Магнитная, акустическая или световая энергия - это внешняя сила, которая действует. Другой способ - использовать, например, живые бактерии или водоросли, чтобы зацепить робота - как лошадь, тянущая телегу - чтобы двигать робота вперед. Но как контролировать бактерии, которые имеют собственный разум? Именно здесь происходит биологическая инженерия, где бактерии проектируются таким образом, чтобы они очень быстро перемещались или чувствовали определенные вещи, такие как опухоль.
Наука в Отделе физического интеллекта структурирована по трем направлениям исследований. Во-первых, есть направление передовых материалов, где исследователи разрабатывают новые био-вдохновленные, биологические или синтетические материалы для кодирования физического интеллекта в малогабаритных роботах. Например, его команда проектирует, производит и применяет эластомерные микроволоконные клеи, вдохновленные волосами лап геккона, для контролируемого захвата, адгезии/трения и смачивания жидкостью корпусов роботов или захватов и носимых мягких датчиков. Другим примером являются самовосстанавливающиеся и многофункциональные белковые материалы, программируемые по форме и многофункциональные мягкие магнитные композиты, реагирующие на стимулы жидкокристаллические эластомеры и гидрогели, функциональные микро/наноматериалы, биоматериалы, полученные от пациента, и управляемые светом фотокаталитические и жидкокристаллические материалы для миниатюрных мягких роботов, привода в движение, зондирования, управления и физической адаптации.
Во-вторых, есть направление Mobile Millirobots, где роботы часто имеют размер до 1 мм. Метин Ситти и его команда изучают насекомых, ящериц, медуз и многие другие мелкие организмы и пытаются понять принципы передвижения животных и применить эти знания для создания роботов в малых масштабах. Есть также такие изобретения, как мягкий капсульный робот, который очень похож на таблетку. Однажды пациент сможет проглотить эту капсулу, и она сможет взять образцы опухоли внутри желудка. Одним из главных прорывов в этой области направления является мягкий миллиробот под названием Wormmate [5] , который способен достигать семи различных движений одновременно в различных ландшафтах (твердая почва, вода, водная поверхность), вдохновленный мягкотелыми мелкими организмами. Ситти и его команда в настоящее время работают над использованием этого и других крошечных роботов, чтобы однажды перемещаться по беспрецедентным и труднодоступным областям внутри тела под ультразвуковым или рентгеновским медицинским изображением для минимально инвазивных медицинских операций. Этот прорыв в области робототехники был опубликован в журнале Nature в 2018 году и стал заголовком новостей по всему миру.
В-третьих, есть направление мобильных микророботов, которое, как надеется Метин Ситти, однажды станет стандартом в здравоохранении или биотехнологии. Микророботы, благодаря своему миниатюрному размеру в субмиллиметровом масштабе (они менее 1 мм во всех измерениях), однажды смогут получить доступ к закрытым пространствам, таким как микрокапилляры внутри человеческого тела. Они могут перемещаться по жидкостям организма и напрямую взаимодействовать с опухолью. Независимые мобильные микророботы могут открыть множество новых приложений, таких как минимально инвазивная диагностика и лечение внутри человеческого тела.
Мягкие милли- и микророботы, такие как те, которые разрабатывают Метин Ситти и его команда, обладают огромным потенциалом и однажды могут радикально повлиять на медицину. Ученые работают над созданием беспроводных крошечных машин, которые в ближайшем будущем, возможно, смогут получить доступ к труднодоступным областям внутри тела. Будучи полуимплантируемыми медицинскими устройствами, программируемыми по форме и изготовленными из биосовместимых магнитных мягких материалов, эти технологии будут оставаться внутри тела пациента в течение длительного времени, позволяя проводить минимально или неинвазивные диагностические и терапевтические вмешательства.
Однако еще предстоит преодолеть множество трудностей, прежде чем эти крошечные роботы смогут применяться в клиниках. Ученые все еще сталкиваются со многими трудностями: они должны разработать способы перемещения и управления этими крошечными роботами внутри тела с высокой точностью, принимая во внимание потоки жидкостей тела и движение органов. Они также должны гарантировать безопасность пациентов и то, что эти роботы могут находиться в нас в течение длительного времени, даже с учетом потенциальных иммунных или других реакций.
Ситти получил степени бакалавра и магистра наук по электротехнике и электронике в Университете Босфора в Стамбуле в 1992 и 1994 годах соответственно, а также степень доктора философии по электротехнике в Токийском университете в 1999 году. Он был научным сотрудником Калифорнийского университета в Беркли с 1999 по 2002 год и профессором кафедры машиностроения и Института робототехники в Университете Карнеги-Меллона с 2002 по 2014 год. В 2014 году он стал директором Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка в Штутгарте.
Ситти — признанный ученый. 9 ноября 2020 года, ровно через 31 год после падения Берлинской стены, Ситти был удостоен награды «Прорыв года» 2020 года [6] [7] в категории «Инженерия и технологии» [8] на Всемирном научном саммите Falling Walls. В марте 2019 года он получил престижный расширенный грант [9] от Европейского исследовательского совета (ERC), который присуждается только признанным исследователям с подтвержденным послужным списком выдающихся достижений. [10] С точки зрения оригинальности и значимости исследовательских вкладов получатели грантов являются исключительными лидерами в своих областях. Более того, Ситти и его команда недавно получили премию за лучшую статью [11] на престижной конференции Robotics Science and Systems Conference за изобретение мягкого миллиробота, вдохновленного детенышем медузы, с медицинскими функциями. [12]
Ситти также получил медаль Рахми Коча за науку [13] (2018), премию за лучшую статью [14] на конференции Robotics Science and Systems Conference (2019), премию IEEE/ASME за лучшую статью в области мехатроники (2014), [15] премию SPIE Nanoengineering Pioneer Award (2011), премию за лучшую статью на конференции IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems Conference (1998, 2009) и премию NSF CAREER Award (2005). Он является главным редактором журналов Progress in Biomedical Engineering и Journal of Micro-Bio Robotics [16] , а также помощником редактора журналов Science Advances и Extreme Mechanics Letters. [17]
Ситти опубликовал две книги и более 460 рецензируемых статей, более 300 из которых появились в архивных журналах. Научно-исследовательские прорывы его группы были представлены в популярной прессе, такой как New York Times , [18] Wall Street Journal , [19] Le Monde , The Economist , Der Spiegel , Forbes , Süddeutsche Zeitung , [20] Science, New Scientist, [21] Science News, [22] Nature News, [23] MIT Technology Review, IEEE Spectrum Magazine и Stuttgarter Zeitung . [24] Он дал более 200 приглашенных основных докладов, пленарных или почетных семинаров в университетах, на конференциях и в промышленности. Он имеет более 12 выданных патентов и более 15 ожидающих патентов.
Метин Ситти стал соучредителем компании Setex Technologies Inc. в Питтсбурге, США, в 2012 году с целью коммерциализации разработанной его лабораторией технологии микроволоконного клея, вдохновленной гекконом, в качестве нового инновационного клеевого материала (под торговой маркой Setex®) для широкого спектра промышленных применений.
