تتطلب الخطوة الكبيرة التالية في مجال التصغير للوصول إلى روبوتات دقيقة حقا - أي روبوتات يبلغ حجمها بضعة ميكرومترات - حل المشكلات الصعبة للغاية، وعلى الأرجح، استخدام أساليب مختلفة في التصميم والتصنيع. ومن أجل الإحساس بمدى صعوبة هذه الخطوة، ضع في اعتبارك أن الروبوتات الميكرومترية تحتاج إلى أن تكون أصغر ألف مرة من الروبوتات المليمترية. ومع ذلك من اللافت للنظر أن العمل جارٍ بالفعل للتصدي لهذه التحديات.
من المستحيل تقليص حجم المكونات الميكانيكية والكهربائية، أو أجهزة الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة، من أجل تقليل الحجم الإجمالي للروبوت إلى بضعة ميكرومترات. وعلى أي حال، فإن فيزياء التنقل عبر السائل تتغير على المستوى الميكرومتري ومجرد تقليص حجم المكونات الميكانيكية من كبير إلى دقيق - حتى لو كان ذلك ممكنا- سيفشل في حل هذه المشكلة يهدف النهج الحديث إلى ترك المواد والمكونات التقليدية والانتقال إلى نهج يعتمد على الهندسة الحيوية، حيث يتم تعديل البكتيريا الطبيعية عن طريق إضافة مكونات اصطناعية. والنتيجة هي مزيج من المكونات الاصطناعية والطبيعية (الحيوية).
تحتوي البكتيريا على العديد من الخصائص المرغوب فيها بالنسبة للروبوت الميكرومتري. وباختيار بكتيريا ذات سوط، يصبح لدينا إمكانية تنقل مناسبة تماما للوسط. والسوط هو «ذيل» صغير يُدار عن طريق «محرك» جزيئي رائع مدمج في جدار خلية البكتيريا. وتتحرك البكتيريا وتُوجه من خلال تشغيل هذا المحرك الجزيئي وإيقاف تشغيله. وهناك خاصية أخرى مرغوب فيها بشكل كبير، وهي أن البكتيريا قادرة على البحث عن الطاقة بشكل طبيعي؛ ومن ثم تتجنب المشكلة الخطيرة المتمثلة في إمداد الروبوتات الميكرومترية بالطاقة.
من خلال هندسة البكتيريا بمواد مغناطيسية إضافية تمكن عالما الروبوتات سيلفان مارتل ومحمود محمدي من توجيه» بكتيريا واحدة باستخدام مغناطيسات كهربائية خارجية يتحكمان بها من خلال كمبيوتر واستخدماها لدفع خرزة يبلغ حجمها 3 ميكرومترات في الوسط السائل التجريبي من الناحية العملية، سيكون الروبوت الميكرومتري الهجين الفردي عديم الفائدة. ولذلك، نحتاج إلى سرب، وفي تجربة مذهلة أخرى، تمكن مارتل ومحمدي من تصميم سرب مكون من حوالي 5000 بكتيريا ذات سوط موجهة مغناطيسيا، مرةً أخرى باستخدام الحقول المغناطيسية الخارجية. وفي عرض للتجميع والتحكم على المستوى النانوي، وجه السرب لتحريك «المكعبات»، التي كان يبلغ طول كل منها 80 ميكرومترا، وتكوين هرم صغير.
ولكن، على الرغم من روعة هذه التجارب، فهي توضح نهجا واحدًا فقط. ومن المحتمل ألا تمثل البكتيريا الهجينة أفضل طريقة لهندسة الروبوتات الدقيقة. وفي النهاية قد تكون الأساليب الأخرى التي تتمتع بنفس القدر من الغرابة أكثر فائدة: على سبيل المثال، الروبوتات الميكرومترية التي تُجمَّع باستخدام آلات نانوية جزيئية أصغر حجمًا، وهي فكرة اقترحها ريتشارد فاينمان وطورها إريك دريكسلر في كتابه «محركات الخلق». مهما كانت التقنية المستخدمة لتصميم الروبوتات الميكرومترية، فلا بد من التغلب على مشكلات كبيرة قبل أن يصبح سرب الروبوتات الميكرومترية الطبية واقعا ملموسا. المشكلة الأولى تقنية، وتتمثل في كيفية تحكم الجراحين أو الفنيين الطبيين في السرب ومراقبته بشكل موثوق أثناء عمله داخل الجسم. أو ، بافتراض أن بإمكاننا منح الروبوتات الميكرومترية ما يكفي من الذكاء والاستقلالية (وهو) أيضًا تحد صعب للغاية)، فهل سنتخلى عن التحكم الدقيق والتدخل البشري تماما من خلال منح الروبوتات ذكاء الأسراب لتتمكن من القيام بالمهمة؛ أي العثور على المشكلة، وإصلاحها، ثم الخروج؟ في هذه الحالة، يمكن ببساطة حقن سرب الروبوتات الميكرومترية في مجرى الدم وتركه للقيام بعمله، تمامًا مثل أي دواء وبالفعل، سيكون عقارًا ذكيًا يُجري العمليات الجراحية.
لكن هذه الأسئلة تقودنا إلى ما قد يُمثل بلا شكٍّ التحدي الأكبر، وهو: إثبات أن سرب الروبوتات الميكرومترية الطبية فعّال ويمكن الاعتماد عليه، وقبل كل شيء آمن، ثم الموافقة على استخدامه والحصول على القبول العام. وهذا تحدٍّ يسلط الضوء على سؤال مثير للاهتمام لعلماء الروبوتات مثلي الذين يعملون في مجال سلامة الروبوتات. والسؤال هو: هل نتعامل مع التحقق من مدى صلاحية استخدام سرب الروبوتات الميكرومترية الطبية كمشكلة هندسية، ونحاول تطبيق الطرق ذاتها التي قد نستخدمها للتحقق من أنظمة السلامة الحرجة مثل أنظمة مراقبة الحركة الجوية؟ أم إننا بدلا من ذلك نعتبر سرب الروبوتات الميكرومترية الطبية كدواء، ونتحقق من مدى صلاحية استخدامه من خلال العمليات التقليدية والموثوقة ( عمومًا)، التي تتضمن التجارب السريرية؛ مما يؤدي إلى الموافقة وترخيص الاستخدام؟ أظن أننا سنحتاج إلى مزيج جديد من كلا النهجين.
