Microswimmer
মাইক্রোউইমার হল একটি অণুবীক্ষণিক বস্তু যার তরল পরিবেশে চলাচল করার ক্ষমতা রয়েছে। প্রাকৃতিক মাইক্রোউইমারগুলি প্রাকৃতিক বিশ্বের সর্বত্র জৈবিক অণুজীব হিসাবে পাওয়া যায়, যেমন ব্যাকটেরিয়া, আর্কিয়া, প্রোটিস্ট, শুক্রাণু এবং মাইক্রোঅ্যানিমাল। সহস্রাব্দের শুরু থেকেই সিন্থেটিক এবং বায়োহাইব্রিড মাইক্রোউইমার উৎপাদনের প্রতি আগ্রহ বৃদ্ধি পেয়েছে। যদিও তাদের উত্থানের মাত্র দুই দশক পেরিয়ে গেছে, তারা ইতিমধ্যে বিভিন্ন বায়োমেডিকাল এবং পরিবেশগত প্রয়োগের জন্য প্রতিশ্রুতি দেখিয়েছে। ক্ষেত্রটির সাম্প্রতিক প্রকৃতির পরিপ্রেক্ষিতে, এই নিবন্ধটি "মাইক্রোসুইমার" হিসাবে উল্লেখ করা অণুবীক্ষণিক বস্তুর নামকরণের জন্য সাহিত্যে এখনও কোনও ঐক্যমত্য নেই। এই ধরনের বস্তুর অনেক বিকল্প নামের মধ্যে সাহিত্যে দেওয়া হয়েছে, মাইক্রোউইমার, মাইক্রো/ন্যানোরোবট এবং মাইক্রো/ন্যানোমোটর সম্ভবত সবচেয়ে বেশি দেখা যায়। অন্যান্য সাধারণ শব্দগুলি আরও বর্ণনামূলক হতে পারে, যেমন বস্তুর আকৃতি সম্পর্কে তথ্য, যেমন, মাইক্রোটুব বা মাইক্রোহেলিক্স, এর উপাদানগুলি, যেমন, বায়োহাইব্রিড, স্পার্মবট, ব্যাকটেরিয়াবট, বা মাইক্রো-বায়ো-রোবট, বা আচরণ, যেমন, মাইক্রোক্যাট, মাইক্রোবলেট, মাইক্রোটুল বা মাইক্রোলার। গবেষকরা তাদের নির্দিষ্ট মাইক্রোসুইমারগুলির নামও দিয়েছেন যেমন, মেডিবট, হেয়ারবট, আইমুশবট, আয়রনস্পার্ম, টিবট, বায়োবট, টি-বডবট বা এমওএফবিওটিএস। পটভূমি 1828 সালে, ব্রিটিশ জীববিজ্ঞানী রবার্ট ব্রাউন জলে পরাগের অবিরাম ঝাঁকুনির গতি আবিষ্কার করেন এবং তাঁর "এ ব্রিফ অ্যাকাউন্ট অফ মাইক্রোস্কোপিক্যাল অবজারভেশনস" প্রবন্ধে তাঁর আবিষ্কারের বর্ণনা দেন, যা এই গতির উৎপত্তি সম্পর্কে বিস্তৃত বৈজ্ঞানিক আলোচনার দিকে পরিচালিত করে। এই রহস্যের সমাধান হয় 1905 সালে, যখন আলবার্ট আইনস্টাইন তাঁর বিখ্যাত প্রবন্ধ 'উবের ডাই ভন ডার মোলেকুলারকিনেটিসচেন থিওরি ডার ওয়ার্মে গেফারর্টে বিওয়েগং ভন ইন রুহেন্ডেন ফ্লুসিগকেইটেন সাসপেনশিয়েটেন টেইলচেন' প্রকাশ করেন। আইনস্টাইন কেবল শান্ত তরলে স্থগিত কণাগুলির বিস্তারই অনুমান করেননি, বরং পরামর্শ দিয়েছিলেন যে এই অনুসন্ধানগুলি কণার আকার নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে-এক অর্থে, তিনি ছিলেন বিশ্বের প্রথম মাইক্রোহিওলজিস্ট। নিউটন তাঁর গতির সমীকরণগুলি প্রতিষ্ঠিত করার পর থেকে, মাইক্রোস্কেলে গতির রহস্য বৈজ্ঞানিক ইতিহাসে ঘন ঘন আবির্ভূত হয়েছে, যেমনটি কয়েকটি নিবন্ধ দ্বারা বিখ্যাতভাবে প্রদর্শিত হয়েছে যা সংক্ষেপে আলোচনা করা উচিত। প্রথমত, অসবর্ন রেনল্ডস দ্বারা জনপ্রিয় একটি অপরিহার্য ধারণা হল যে কোনও তরলের গতির জন্য জড়তা এবং সান্দ্রতার আপেক্ষিক গুরুত্ব বিবেচনাধীন সিস্টেমের নির্দিষ্ট বিবরণের উপর নির্ভর করে। তাঁর সম্মানে নামকরণ করা রেনল্ডস সংখ্যা, এই তুলনাটিকে চরিত্রগত জড় এবং সান্দ্র শক্তির মাত্রাহীন অনুপাত হিসাবে পরিমাপ করেঃ এখানে, তরলের ঘনত্বকে উপস্থাপন করে; এটি সিস্টেমের একটি চরিত্রগত বেগ (উদাহরণস্বরূপ, একটি সাঁতারের কণার বেগ); একটি চরিত্রগত দৈর্ঘ্যের স্কেল (যেমন, সাঁতারের আকার); এবং এটি তরলের সান্দ্রতা। ঝুলন্ত তরলকে জল হিসাবে গ্রহণ করে এবং পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষিত মানগুলি ব্যবহার করে, কেউ নির্ধারণ করতে পারে যে মাছের (= 100) মতো ম্যাক্রোস্কোপিক সাঁতারুদের জন্য জড়তা গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে সান্দ্রতা ব্যাকটেরিয়ার (= 10−4) মতো মাইক্রোস্কেল সাঁতারুদের গতিতে আধিপত্য বিস্তার করে। মাইক্রোমিটার স্কেলে সাঁতার কাটার জন্য সান্দ্রতার অপ্রতিরোধ্য গুরুত্ব সাঁতার কৌশলের জন্য গভীর প্রভাব ফেলে। ই. এম. পার্সেল এটি স্মরণীয়ভাবে আলোচনা করেছেন, যিনি পাঠককে অণুজীবের জগতে আমন্ত্রণ জানিয়েছিলেন এবং তাত্ত্বিকভাবে তাদের গতির অবস্থা অধ্যয়ন করেছিলেন। প্রথমত, বড় মাপের সাঁতারুদের প্রপালশন কৌশলগুলি প্রায়শই পর্যায়ক্রমিক বিচ্ছিন্ন ঘটনাগুলিতে পার্শ্ববর্তী তরলকে গতি প্রদান করে, যেমন ভোর্টেক্স শেডিং এবং জড়তার মাধ্যমে এই ঘটনাগুলির মধ্যে উপকূল স্থাপন। এটি ব্যাকটেরিয়ার মতো মাইক্রোস্কেল সাঁতারুদের জন্য কার্যকর হতে পারে নাঃ বড় সান্দ্র আর্দ্রতার কারণে, একটি মাইক্রন আকারের বস্তুর জড় উপকূলবর্তী সময় 1 মাইক্রোএসের ক্রমে থাকে। একটি সাধারণ গতিতে চলমান একটি অণুজীবের উপকূলবর্তী দূরত্ব প্রায় 0.1 অ্যাংস্ট্রম (Å)। পার্সেল এই উপসংহারে পৌঁছেছে যে শুধুমাত্র একটি মাইক্রোস্কেল বস্তুর উপর বর্তমান মুহুর্তে প্রয়োগ করা শক্তিগুলি তার প্রবাহে অবদান রাখে, তাই একটি ধ্রুবক শক্তি রূপান্তর পদ্ধতি অপরিহার্য। অণুজীবগুলি ক্রমাগত শক্তি উৎপাদনের জন্য তাদের বিপাক প্রক্রিয়াকে অনুকূল করেছে, অন্যদিকে বিশুদ্ধ কৃত্রিম মাইক্রোউইমারদের (মাইক্রোবট) অবশ্যই পরিবেশ থেকে শক্তি অর্জন করতে হবে, কারণ তাদের অন-বোর্ড-স্টোরেজ-ক্ষমতা খুব সীমিত। শক্তির ক্রমাগত অপচয়ের আরও ফলস্বরূপ, জৈবিক এবং কৃত্রিম মাইক্রোউইমাররা ভারসাম্য পরিসংখ্যানগত পদার্থবিজ্ঞানের নিয়মগুলি মেনে চলে না এবং ভারসাম্যহীন গতিবিদ্যা দ্বারা বর্ণনা করা প্রয়োজন। গাণিতিকভাবে, পার্সেল নেভিয়ার-স্টোকস সমীকরণ গ্রহণ করে এবং জড় পদগুলি বাদ দিয়ে নিম্ন রেনল্ডস সংখ্যার প্রভাবগুলি অন্বেষণ করেছিলেনঃ যেখানে তরলের বেগ এবং চাপের গ্রেডিয়েন্ট। পার্সেল যেমন উল্লেখ করেছেন, ফলস্বরূপ প্রাপ্ত সমীকরণ-স্টোকস সমীকরণ-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- একটি ঝুলন্ত দেহ (যেমন, একটি ব্যাকটেরিয়া) পর্যায়ক্রমিক যান্ত্রিক গতি বা বিকৃতি (যেমন, একটি ফ্ল্যাজেলামের) মাধ্যমে কীভাবে সাঁতার কাটতে পারে তার জন্য এর কিছু গুরুত্বপূর্ণ পরিণতি রয়েছে। প্রথমত, মাইক্রোউইমার এবং পার্শ্ববর্তী তরলের গতির জন্য গতির হার কার্যত অপ্রাসঙ্গিকঃ গতির হার পরিবর্তন করলে তরল এবং মাইক্রোউইমারের বেগের মাত্রা পরিবর্তিত হবে, তবে এটি তরল প্রবাহের ধরণ পরিবর্তন করবে না। দ্বিতীয়ত, যান্ত্রিক গতির দিকটি বিপরীত করা কেবল সিস্টেমের সমস্ত বেগকে বিপরীত করবে। স্টোকস সমীকরণের এই বৈশিষ্ট্যগুলি সম্ভাব্য সাঁতার কৌশলগুলির পরিসরকে গুরুতরভাবে সীমাবদ্ধ করে। একটি সুনির্দিষ্ট দৃষ্টান্ত হিসাবে, একটি গাণিতিক স্ক্যালপ বিবেচনা করুন যা একটি কব্জি দ্বারা সংযুক্ত দুটি অনমনীয় টুকরো নিয়ে গঠিত। "স্ক্যালপ" কি পর্যায়ক্রমে কব্জি খুলে এবং বন্ধ করে সাঁতার কাটতে পারে? নাঃ খোলার এবং বন্ধ করার চক্রটি সময়ের উপর নির্ভর করে তা নির্বিশেষে, চক্রের শেষে স্ক্যালপ সর্বদা তার প্রারম্ভিক বিন্দুতে ফিরে আসবে। এখানে আকর্ষণীয় উক্তিটি উদ্ভূত হয়েছেঃ "দ্রুত বা ধীর, এটি ঠিক তার গতিপথটি পুনরুদ্ধার করে এবং এটি যেখানে শুরু হয়েছিল সেখানে ফিরে আসে"। এই স্ক্যালপ উপপাদ্যের আলোকে, পার্সেল কীভাবে মাইক্রো স্কেলে কৃত্রিম গতি তৈরি করা যেতে পারে সে সম্পর্কে পদ্ধতির বিকাশ ঘটায়। এই গবেষণাপত্রটি চলমান বৈজ্ঞানিক আলোচনাকে অনুপ্রাণিত করে চলেছে; উদাহরণস্বরূপ, ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর ইন্টেলিজেন্ট সিস্টেমের ফিশার গ্রুপের সাম্প্রতিক কাজ পরীক্ষামূলকভাবে নিশ্চিত করেছে যে স্ক্যালপ নীতি শুধুমাত্র নিউটনীয় তরলের জন্য বৈধ। প্রকার বিভিন্ন ধরনের মাইক্রোউইমার বিভিন্ন উপায়ে চালিত এবং সক্রিয় করা হয়। পৃথক মাইক্রোউইমারদের পাশাপাশি মাইক্রোউইমারদের ঝাঁকগুলির জন্য সাঁতারের কৌশলগুলি বছরের পর বছর ধরে পরীক্ষা করা হয়েছে। সাধারণত, মাইক্রোউইমাররা বাহ্যিক শক্তির উৎসের উপর নির্ভর করে, কারণ এটি চৌম্বকীয়, অপটিক বা অ্যাকোস্টিক নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে হয়, অথবা তাদের আশেপাশে উপলব্ধ জ্বালানী ব্যবহার করে, যেমন জৈব-সংকর বা অনুঘটক মাইক্রোউইমারদের ক্ষেত্রে হয়। চৌম্বকীয় এবং অ্যাকোস্টিক অ্যাকচুয়েশন সাধারণত ইন ভিভো মাইক্রোসুইমার ম্যানিপুলেশনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং অনুঘটক মাইক্রোসুইমারগুলি বিশেষভাবে ভিভো জ্বালানীতে নিযুক্ত করার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা যেতে পারে। জৈবিক তরল বা ইন ভিভোতে আলোকীয় শক্তির ব্যবহার আরও চ্যালেঞ্জিং, তবে আকর্ষণীয় উদাহরণগুলি তবুও প্রদর্শিত হয়েছে। প্রায়শই, গবেষকরা পুরো মাইক্রোউইমার ডিজাইনের জন্য বা একটি পছন্দসই প্রপালশন প্রকার অর্জনের জন্য প্রকৃতি থেকে অনুপ্রেরণা নিতে পছন্দ করেন। উদাহরণস্বরূপ, বায়োটিন-স্ট্রেপ্টাভিডিন মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে বন্ধিত চৌম্বকীয় কণাগুলির ফিলামেন্ট দিয়ে তৈরি ফ্ল্যাজেলামের মতো কৃত্রিম উপাদান দিয়ে পরিবর্তিত মানব লোহিত রক্তকণিকার সমন্বয়ে গঠিত প্রথম জৈব-অনুপ্রাণিত মাইক্রোসুইমারগুলির মধ্যে একটি। আরও সম্প্রতি, কৃমির মতো ভ্রমণ তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য, চিংড়ি চলাচল এবং ব্যাকটেরিয়াল রান-অ্যান্ড-টাম্বল গতি দ্বারা অনুপ্রাণিত বায়োমিমেটিক সাঁতার আকৃতির আলো ব্যবহার করে প্রদর্শিত হয়েছিল। একটি ভিন্ন প্রকৃতি-অনুপ্রাণিত পদ্ধতি হল জৈব-সংকর মাইক্রোসুইমারের ব্যবহার। এগুলি একটি জীবন্ত উপাদান এবং একটি কৃত্রিম উপাদান নিয়ে গঠিত। জৈব সংকর প্রজাতিগুলি প্রায়শই বিভিন্ন জৈবিক ব্যবস্থার মাইক্রোস্কেল গতির সুবিধা নেয় এবং জীবন্ত উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যযুক্ত অন্যান্য আচরণগুলিও ব্যবহার করতে পারে। চৌম্বকীয় জৈব-অনুপ্রাণিত এবং জৈব-সংকর মাইক্রোউইমারদের জন্য, সাধারণ মডেল জীবগুলি হল ব্যাকটেরিয়া, শুক্রাণু কোষ এবং চৌম্বকীয় কোষ। চৌম্বক শক্তির ব্যবহার ছাড়াও, বায়োইন্সপায়ার্ড মাইক্রোউইমারগুলির সক্রিয়করণও প্রদর্শিত হয়েছিল যেমন, অ্যাকোস্টিক এক্সাইটেশন বা অপটিক্যাল ফোর্স ব্যবহার করে। আলোকীয় শক্তির সাথে সম্পর্কিত আরেকটি প্রকৃতি-অনুপ্রাণিত আচরণ হল ফটোট্যাক্সিস, যা পণ্যসম্ভার বহনকারী অণুজীব, সিন্থেটিক মাইক্রোউইমার বা বায়োহাইব্রিড মাইক্রোউইমার দ্বারা কাজে লাগানো যেতে পারে। সাম্প্রতিক বেশ কয়েকটি পর্যালোচনা পত্র মাইক্রোসুইমার অ্যাকচুয়েশনে ব্যবহৃত বিদ্যমান প্রপালশন এবং নিয়ন্ত্রণ কৌশলগুলি ব্যাখ্যা বা তুলনা করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। চৌম্বকীয় সক্রিয়করণ প্রায়শই নিয়ন্ত্রিত ইন ভিভো গাইডিংয়ের জন্য অন্তর্ভুক্ত করা হয়, এমনকি মাইক্রোউইমারদের জন্যও যা একটি ভিন্ন ধরনের প্রপালশনের উপর নির্ভর করে। 2020 সালে, কোলিওসো এবং অন্যান্যরা। বায়োমেডিক্যাল প্রয়োগের জন্য চৌম্বকীয় ছোট আকারের রোবটগুলির ব্যবহার পর্যালোচনা করা হয়েছে এবং এই উদ্দেশ্যে বিকশিত বিভিন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র এবং সক্রিয়করণ ব্যবস্থা সম্পর্কে বিশদ সরবরাহ করা হয়েছে। মাইক্রোসুইমার তৈরির কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে দ্বি-ফোটন পলিমারাইজেশন থ্রিডি প্রিন্টিং, ফটোলিথোগ্রাফি, টেমপ্লেট-সহায়ক বৈদ্যুতিন জমাট, বা বিভিন্ন কৌশল কাজে লাগিয়ে একটি নির্জীব উপাদানের সাথে একটি জীবন্ত উপাদানের বন্ধন। আরও সাম্প্রতিক পদ্ধতিগুলি 4 ডি প্রিন্টিংকে কাজে লাগায়, যা উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল উপকরণগুলির 3 ডি প্রিন্টিং। আরও কার্যকারিতা প্রায়শই প্রয়োজন হয়, হয় একটি নির্দিষ্ট ধরনের সক্রিয়করণ সক্ষম করার জন্য, যেমন, চৌম্বকীয় নিয়ন্ত্রণের জন্য ধাতব আবরণ বা থার্মোপ্লাজমোনিক প্রতিক্রিয়া, অথবা প্রয়োগের অংশ হিসাবে, যদি কিছু বৈশিষ্ট্য প্রয়োজন হয় যেমন, সংবেদন, পণ্যসম্ভার পরিবহন, পরিবেশের সাথে নিয়ন্ত্রিত মিথস্ক্রিয়া, বা জৈব অবক্ষয়। প্রাকৃতিক মাইক্রোসুইমারের গতিশীল ব্যবস্থা প্রাকৃতিক বিশ্বে সময় এবং দৈর্ঘ্যের মাপকাঠিতে বিকশিত হয়েছে এবং স্ব-প্রণোদনার জন্য সর্বোত্তম কৌশল অর্জন করতে এবং উচ্চ সান্দ্রতা বল এবং ব্রাউনিয়ান গতির প্রভাবগুলি কাটিয়ে উঠতে শারীরবৃত্তীয় ও শারীরবৃত্তীয়ভাবে বিকশিত হয়েছে, যেমন ডানদিকে চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে। কিছু ক্ষুদ্রতম পরিচিত প্রাকৃতিক গতিশীল ব্যবস্থা হল মোটর প্রোটিন, অর্থাৎ কোষে উপস্থিত প্রোটিন এবং প্রোটিন কমপ্লেক্স যা রাসায়নিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে বিভিন্ন শারীরবৃত্তীয় কাজ সম্পাদন করে। এই মোটর প্রোটিনগুলিকে মায়োসিন, কাইনেসিন বা ডাইনিন হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। মায়োসিন মোটরগুলি পেশী সংকোচন এবং ট্র্যাক হিসাবে অ্যাক্টিন ফিলামেন্টের পরিবহনের জন্য দায়ী। অন্যদিকে, ডাইনিন মোটর এবং কাইনসিন মোটর কোষ জুড়ে ভেসিকল পরিবহনের জন্য মাইক্রোট্যুবুল ব্যবহার করে। এই প্রোটিন মোটরগুলি রাসায়নিক শক্তিকে চলাচলে রূপান্তর করতে যে প্রক্রিয়াটি ব্যবহার করে তা নির্ভর করে এটিপি হাইড্রোলাইসিসের উপর, যা গ্লোবুলার মোটর ডোমেনে একটি গঠন পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে, যা নির্দেশিত গতির দিকে পরিচালিত করে। মোটর প্রোটিন ছাড়াও, জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলিতে তাদের অনুঘটক ক্রিয়াকলাপের জন্য ঐতিহ্যগতভাবে স্বীকৃত এনজাইমগুলি ন্যানোস্কেল মেশিন হিসাবে কাজ করতে পারে যা আণবিক মাত্রায় রাসায়নিক শক্তিকে যান্ত্রিক ক্রিয়ায় রূপান্তরিত করে। বিভিন্ন উৎসেচকের বিস্তার (যেমনঃ ফ্লোরসেন্ট কোরিলেটেড স্পেকট্রোস্কোপি (এফ. সি. এস) দ্বারা পরিমাপ করা ইউরেস এবং ক্যাটালেস একটি স্তর-নির্ভর পদ্ধতিতে বৃদ্ধি পায়। উপরন্তু, যখন এনজাইমগুলি ঝিল্লি-আবদ্ধ থাকে, তখন তাদের অনুঘটক ক্রিয়া লিপিড ভেসিকলের চলাচলকে চালিত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ট্রান্সমেম্ব্রেন অ্যাডেনোসিন 5 '-ট্রাইফসফেটেজ, মেমব্রেন-বাউন্ড অ্যাসিড ফসফেটেজ বা ইউরেজের মতো এনজাইমগুলির সাথে সংহত লিপিড ভেসিকেলগুলি এনজাইম্যাটিক টার্নওভার হারের সাথে সম্পর্কিত বর্ধিত গতিশীলতা প্রদর্শন করে। ব্যাকটেরিয়াকে মোটামুটিভাবে দুটি মৌলিকভাবে ভিন্ন গ্রুপে বিভক্ত করা যেতে পারে, গ্রাম-পজিটিভ এবং গ্রাম-নেগেটিভ ব্যাকটেরিয়া, যা তাদের কোষের খামের স্থাপত্য দ্বারা আলাদা করা হয়। প্রতিটি ক্ষেত্রে কোষের খাম একটি জটিল বহু-স্তরযুক্ত কাঠামো যা কোষকে তার পরিবেশ থেকে রক্ষা করে। গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়ায়, সাইটোপ্লাজমিক ঝিল্লি শুধুমাত্র পেপটিডোগ্লাইকানের একটি পুরু কোষ প্রাচীর দ্বারা বেষ্টিত থাকে। বিপরীতে, গ্রাম-নেগেটিভ ব্যাকটেরিয়ার খামটি আরও জটিল এবং সাইটোপ্লাজমিক ঝিল্লির (ভিতর থেকে বাইরে), পেপটিডোগ্লাইকানের একটি পাতলা স্তর এবং একটি অতিরিক্ত বাইরের ঝিল্লি নিয়ে গঠিত, যাকে লাইপোপলিস্যাকারাইড স্তরও বলা হয়। অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া কোষের পৃষ্ঠ কাঠামো অসংগঠিত স্লাইম স্তর থেকে শুরু করে অত্যন্ত কাঠামোগত ক্যাপসুল পর্যন্ত বিস্তৃত। এগুলি স্রাবিত পাতলা বা আঠালো পলিস্যাকারাইড বা প্রোটিন থেকে তৈরি করা হয় যা কোষগুলিকে সুরক্ষা প্রদান করে এবং পরিবেশের সাথে সরাসরি যোগাযোগ রাখে। কঠিন পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্তি সহ এগুলির অন্যান্য কাজ রয়েছে। উপরন্তু, প্রোটিন অ্যাপেন্ডেজগুলি পৃষ্ঠে উপস্থিত থাকতে পারেঃ ফিম্ব্রিয়া এবং পিলির বিভিন্ন দৈর্ঘ্য এবং ব্যাস থাকতে পারে এবং তাদের ক্রিয়াকলাপের মধ্যে রয়েছে আঠালো এবং টানটান গতিশীলতা। বিশেষত, জলীয় পরিবেশে বসবাসকারী অণুজীবের জন্য, গতিবিধি বলতে সাঁতারকে বোঝায় এবং তাই পৃথিবী ব্যাকটেরিয়া, শুক্রাণু, প্রোটোজোয়া এবং শৈবালের মতো বিভিন্ন শ্রেণীর সাঁতারের অণুজীবে পূর্ণ। ব্যাকটেরিয়া ফ্ল্যাজেলা নামক চুলের মতো ফিলামেন্টের আবর্তনের কারণে চলাচল করে, যা ব্যাকটেরিয়া কোষ প্রাচীরের উপর একটি প্রোটিন মোটর কমপ্লেক্সে নোঙ্গর করা থাকে। Schwarz et al., 2017-এর উপর ভিত্তি করে নিম্নলিখিত সারণিতে প্রাকৃতিক বা জৈবিক মাইক্রোসুইমারের কিছু উদাহরণ তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। বর্তমান প্রকৌশল চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হল ক্ষুদ্রাকৃতির কার্যকরী যানবাহন তৈরি করা যা ছোট আকারে জটিল কাজগুলি সম্পাদন করতে পারে যা অন্যথায় প্রচলিত উপায়ে অবাস্তব, অদক্ষ বা সম্পূর্ণ অসম্ভব হবে। এই যানবাহনগুলিকে ন্যানো/মাইক্রোমোটর বা ন্যানো/মাইক্রোবট বলা হয় এবং শক্তি, কম্পিউটিং বা অন্যান্য প্রয়োগের জন্য একদিকে ছোট আণবিক মেশিন এবং এই আকারের স্কেলের অন্যদিকে স্ট্যাটিক মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেম (এমইএমএস) থেকে আলাদা করা উচিত। একটি চিপে বৈদ্যুতিন যন্ত্র হওয়ার পরিবর্তে, মাইক্রোমোটরগুলি তরল মাধ্যমের মাধ্যমে অবাধে চলাচল করতে সক্ষম হয় যখন বাহ্যিকভাবে বা অভ্যন্তরীণ নকশা দ্বারা পরিচালিত বা পরিচালিত হয়, যা বিভিন্ন প্রক্রিয়া দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে অনুঘটক প্রতিক্রিয়া, চৌম্বক ক্ষেত্র বা অতিস্বনক তরঙ্গ। বিভিন্ন ধরনের সেন্সিং, অ্যাকুয়েটিং বা পিকআপ-অ্যান্ড-ডেলিভারি অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে যা বিজ্ঞানীরা বর্তমানে লক্ষ্য করছেন, ক্যান্সারের চিকিৎসার জন্য স্থানীয় ওষুধের লক্ষ্যমাত্রা আরও বিশিষ্ট উদাহরণগুলির মধ্যে একটি। এই ধরনের প্রয়োগের জন্য, একটি মাইক্রোমোটারকে একটি নির্ভরযোগ্য প্রক্রিয়া দিয়ে দক্ষতার সাথে নিয়ন্ত্রিত এবং নির্দেশিত তিনটি মাত্রায় অবাধে চলাচল করতে সক্ষম হতে হবে, অর্থাৎ সাঁতার কাটতে সক্ষম হতে হবে। এটি মাইক্রোসুইমারদের ছোট আকারের স্কেলের সরাসরি ফল যে তাদের রেনল্ডস সংখ্যা কম। এর অর্থ হল মাইক্রোউইমাররা কীভাবে সাঁতার কাটতে পারে তার পদার্থবিজ্ঞানে সান্দ্র টান বলের আধিপত্য রয়েছে, যা এই ক্ষেত্রে পদার্থবিজ্ঞানীদের দ্বারা ব্যাপকভাবে আলোচনা করা হয়েছে। এই ধরনের সাঁতার প্রকৌশলীদের চ্যালেঞ্জ করেছে কারণ এটি সাধারণত দৈনন্দিন জীবনে অভিজ্ঞ নয়, তবে শুক্রাণু বা নির্দিষ্ট ব্যাকটেরিয়ার মতো গতিশীল অণুজীবের জন্য প্রকৃতিতে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। স্বাভাবিকভাবেই, এই অণুজীবগুলি শুরু থেকেই কৃত্রিম মাইক্রোমোটর তৈরির অনুপ্রেরণা হিসাবে কাজ করেছিল, কারণ তারা একটি সক্রিয়, স্বয়ংসম্পূর্ণ মাইক্রোউইমার যানবাহনকে যে চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি হতে হয় তা মোকাবেলা করতে সক্ষম হয়েছিল। বায়োমিমেটিক পদ্ধতির সাহায্যে, গবেষকরা শুক্রাণু এবং এসচেরিকিয়া কোলাই ব্যাকটেরিয়ার ফ্ল্যাজেলা-ভিত্তিক গতি কৌশল অনুকরণ করতে সক্ষম হন তাদের নিজ নিজ ফ্ল্যাজেলাম আকৃতি পুনরুত্পাদন করে এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সক্রিয় করে। অণুজীবগুলি বিভিন্ন সাঁতার কৌশল অবলম্বন করে নিম্ন রেনল্ডস সংখ্যা ব্যবস্থার কঠোর পরিবেশে তাদের গতিশীলতাকে অভিযোজিত করেছে। উদাহরণস্বরূপ, ই. কোলাই তার হেলিকাল ফ্ল্যাজেলাম ঘোরানোর মাধ্যমে চলে, ক্ল্যামাইডোমোনাস ফ্ল্যাজেলার একটি ব্রেস্টস্ট্রোক ধরনের গতি রয়েছে। আফ্রিকান ট্রাইপ্যানোজোমের কোষের সাথে একটি হেলিকাল ফ্ল্যাজেলাম সংযুক্ত থাকে যার মধ্য দিয়ে একটি প্ল্যানার তরঙ্গ প্রবাহিত হয়। গত অর্ধ শতাব্দী ধরে এই ধরনের প্রাকৃতিক সাঁতারুদের সাঁতার নিয়ে গবেষণা করা হয়েছে। এই গবেষণার ফলস্বরূপ, কৃত্রিম সাঁতারুদেরও প্রস্তাব দেওয়া হয়েছে, যেমন টেলর শীট, পার্সেলের দুই-কব্জি সাঁতারু, তিন-সংযুক্ত গোলক সাঁতারু, স্থিতিস্থাপক দুই-গোলক সাঁতারু এবং একটি নিষ্ক্রিয় স্থিতিস্থাপক বাহু সহ তিন-গোলক, যা কম রেনল্ডস সংখ্যার সাঁতারুদের সম্পর্কে আরও উন্নত বোধগম্যতা অর্জন করেছে। একজন কৃত্রিম সাঁতারুকে প্রস্তাব দেওয়ার ক্ষেত্রে একটি চ্যালেঞ্জ হল যে প্রস্তাবিত মুভমেন্ট স্ট্রোক পারস্পরিক হওয়া উচিত নয় অন্যথায় এটি স্ক্যালপ উপপাদ্যের কারণে নিজেকে এগিয়ে নিয়ে যেতে পারে না। স্ক্যালপ উপপাদ্যতে, পার্সেল যুক্তি দিয়েছিলেন যে এক-কব্জি বা এক ডিগ্রি স্বাধীনতা সহ একজন সাঁতারু পারস্পরিক গতি সম্পাদন করতে বাধ্য এবং তাই স্টোকস শাসনে সাঁতার কাটতে পারবেন না। পার্সেল স্ক্যালপ উপপাদ্য থেকে বেরিয়ে আসার জন্য দুটি সম্ভাব্য উপায় প্রস্তাব করেছিলেন, একটি হল 'কর্কস্ক্রু' গতি এবং অন্যটি হল 'নমনীয় দাঁড়' গতি। নমনীয় দাঁড়ের ধারণাটি ব্যবহার করে, ড্রেইফাস এবং অন্যান্যরা একজন মাইক্রো সাঁতারুকে রিপোর্ট করেছেন যা প্যারাম্যাগনেটিক পুঁতি দিয়ে তৈরি একটি সরু ফিলামেন্টের স্থিতিস্থাপক বৈশিষ্ট্যকে কাজে লাগায়। সময় বিপরীত প্রতিসাম্য ভাঙার জন্য, নমনীয় বাহুর সাথে একটি প্যাসিভ হেড সংযুক্ত করা হয়েছিল। প্যাসিভ হেড নমনীয় সাঁতারুর বেগ হ্রাস করে, মাথা যত বড় হয়, সাঁতারুর ড্র্যাগ ফোর্স তত বেশি হয়। সাঁতার কাটার জন্য মাথা অপরিহার্য কারণ এটি ছাড়া লেজ একটি পারস্পরিক গতি সম্পাদন করে এবং সাঁতারুর বেগ শূন্যে নেমে যায়। উদ্দীপনার প্রতিক্রিয়া পুনরায় বিন্যাসযোগ্য সিন্থেটিক বা কৃত্রিম মাইক্রোউইমারদের অভ্যন্তরীণ প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন স্ব-চালিত মাইক্রো পার্টিকেলগুলি প্রায়শই জৈবিক মাইক্রোউইমারদের জন্য সিন্থেটিক মডেল হিসাবে প্রস্তাবিত হয়, তবুও তাদের জৈবিক প্রতিরূপগুলির অভ্যন্তরীণভাবে নিয়ন্ত্রিত অভিযোজনের অভাব রয়েছে। বিপরীতভাবে, অভিযোজন বড় মাপের নরম-রোবোটিক যন্ত্রগুলিতে এনকোড করা যেতে পারে তবে কলয়েডাল স্কেলে স্থানান্তর করা অধরা থেকে যায়। গতিশীল ব্যাকটেরিয়ার সর্বব্যাপীতা এবং সাফল্য তাদের স্বায়ত্তশাসিতভাবে বিভিন্ন পরিবেশের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার ক্ষমতার সাথে দৃঢ়ভাবে যুক্ত কারণ তারা অভ্যন্তরীণ প্রতিক্রিয়া ব্যবস্থার মাধ্যমে তাদের আকৃতি, বিপাক এবং গতিশীলতাকে পুনরায় কনফিগার করতে পারে। অনুরূপ অভিযোজন ক্ষমতা এবং স্বায়ত্তশাসিত আচরণ সহ কৃত্রিম মাইক্রোউইমারগুলি উপলব্ধি করা সর্বোত্তম পরিবহন থেকে শুরু করে সেন্সিং এবং মাইক্রোবোটিক্স পর্যন্ত প্রযুক্তিগুলিকে যথেষ্ট পরিমাণে প্রভাবিত করতে পারে। অভিযোজনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, কলয়েডাল স্কেলে বিদ্যমান পদ্ধতিগুলি বেশিরভাগ বাহ্যিক প্রতিক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, হয় প্রপালশন বেগ এবং দিকের স্প্যাটিওটেম্পোরাল মড্যুলেশনের মাধ্যমে গতিশীলতা নিয়ন্ত্রণ করতে বা একই চৌম্বকীয় বা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাধ্যমে আকৃতি পরিবর্তন প্ররোচিত করতে, যা কণাগুলিকে চালিত করছে। বিপরীতে, একটি অভ্যন্তরীণ প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া সহ কৃত্রিম মাইক্রোসুইমারগুলি প্রদান করা, যা প্রণোদনার উৎস থেকে বিচ্ছিন্ন হওয়া উদ্দীপনার প্রতিক্রিয়ায় গতিশীলতা নিয়ন্ত্রণ করে, একটি অধরা কাজ হিসাবে রয়ে গেছে। এই লক্ষ্য অর্জনের একটি আশাব্যঞ্জক পথ হল কণার আকৃতি এবং গতিশীলতার মধ্যে সংযোগকে কাজে লাগানো। উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন প্রপালশন অবস্থার মধ্যে দক্ষ পরিবর্তন বিভিন্ন জ্যামিতির প্রতিসাম্য-ভঙ্গকারী সক্রিয় গুচ্ছগুলির স্বতঃস্ফূর্ত একত্রীকরণের মাধ্যমে পৌঁছানো যেতে পারে, যদিও এই প্রক্রিয়ার কাঙ্ক্ষিত নির্ধারণমূলক নিয়ন্ত্রণ নেই। বিপরীতভাবে, নির্দিষ্ট আকার এবং রচনা সহ কোলয়েডাল ক্লাস্টার ডিজাইন গতিশীলতার উপর সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে তবে অভিযোজনের অভাব রয়েছে। যদিও সাব-মিলিমিটার স্কেলে পুনর্গঠনযোগ্য রোবটের অগ্রগতি হয়েছে, এই ধারণাগুলিকে কলয়েডাল স্তরে নামিয়ে আনার জন্য বিকল্প মনগড়া এবং নকশা প্রয়োজন। স্থানীয় উদ্দীপনার প্রতিক্রিয়ায় পূর্বনির্ধারিত পথ ধরে পুনর্গঠন করা আকৃতি-পরিবর্তনকারী কোলয়েডাল ক্লাস্টারগুলি অভিযোজিত কৃত্রিম মাইক্রোসুইমারগুলি উপলব্ধি করার দৃষ্টির দিকে উচ্চ সম্ভাবনার সাথে উভয় বৈশিষ্ট্যকে একত্রিত করবে। বায়োহাইব্রিড মাইক্রোউইমার তথাকথিত বায়োহাইব্রিড মাইক্রোউইমারকে একটি মাইক্রোউইমার হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে যা জৈবিক এবং কৃত্রিম উভয় অংশ নিয়ে গঠিত, উদাহরণস্বরূপ, এক বা একাধিক জীবিত অণুজীব এক বা বিভিন্ন সিন্থেটিক অংশে সংযুক্ত থাকে। জৈব-সংকর পদ্ধতি সরাসরি জীবন্ত অণুজীবকে একটি কার্যকরী মাইক্রোউইমারের প্রধান উপাদান বা পরিবর্তিত ভিত্তি হিসাবে নিয়োগ করে। প্রাথমিকভাবে অণুজীবগুলি কৃত্রিম যন্ত্রের জন্য মোটর ইউনিট হিসাবে ব্যবহৃত হত, তবে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এই ভূমিকাটি অন্যান্য কার্যকারিতার দিকে প্রসারিত এবং সংশোধন করা হয়েছে যা অন্যান্য কোষ এবং জীবন্ত পদার্থের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়ার উপায় বিবেচনা করে এই জীবগুলির জৈবিক ক্ষমতার সুবিধা নেয়, বিশেষত প্রয়োগের জন্য মানব দেহের অভ্যন্তরে যেমন ড্রাগ ডেলিভারি বা নিষিক্তকরণ। অণুজীবের একটি স্বতন্ত্র সুবিধা হল যে তারা স্বাভাবিকভাবেই গতিশীলতা এবং বিভিন্ন জৈবিক ক্রিয়াকলাপকে একটি সুবিধাজনকভাবে ক্ষুদ্রতর প্যাকেজে সংহত করে, স্বায়ত্তশাসিত সংবেদন এবং সিদ্ধান্ত গ্রহণের ক্ষমতার সাথে মিলিত হয়। তারা ভিভো পরিবেশে জটিলতার সাথে খাপ খাইয়ে নিতে এবং উন্নতি করতে সক্ষম এবং তাদের আশেপাশের সাথে মিথস্ক্রিয়ার উপর স্ব-মেরামত এবং স্ব-সমাবেশ করতে সক্ষম। সেই অর্থে, স্বয়ংসম্পূর্ণ অণুজীবগুলি প্রাকৃতিকভাবে কৃত্রিমভাবে তৈরি মাইক্রোবটগুলির জন্য আমরা যা কল্পনা করি তার অনুরূপ কাজ করেঃ তারা তাদের চারপাশ থেকে রাসায়নিক শক্তি সংগ্রহ করে আণবিক মোটর প্রোটিনগুলিকে শক্তি দেয় যা অ্যাকচুয়েটর হিসাবে কাজ করে, তারা আয়ন চ্যানেল এবং মাইক্রোট্যুবুলার নেটওয়ার্কগুলিকে ইন্ট্রাসেলুলার ওয়্যারিং হিসাবে কাজ করার জন্য নিযুক্ত করে, তারা নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমের জন্য মেমরি হিসাবে আরএনএ বা ডিএনএর উপর নির্ভর করে এবং তাদের চারপাশ অনুধাবন এবং মূল্যায়ন করার জন্য বিভিন্ন ঝিল্লি প্রোটিনের একটি অ্যারে বৈশিষ্ট্যযুক্ত করে। এই সমস্ত ক্ষমতা অণুজীবের বিকাশ ঘটাতে এবং তাদের লক্ষ্য ও কার্যকারিতা অনুসরণ করতে একসঙ্গে কাজ করে। নীতিগতভাবে, এই ক্ষমতাগুলি থেরানোস্টিক্স, রোগ নির্ণয় এবং থেরাপির সংমিশ্রণের মতো অভিনব ক্রিয়াকলাপের জন্য জৈবিক মাইক্রোবট হিসাবেও যোগ্য, যদি আমরা কৃত্রিমভাবে এই জাতীয় কার্যকারিতা আরোপ করতে সক্ষম হই, উদাহরণস্বরূপ, থেরাপিউটিক্সের সাথে কার্যকরীকরণের মাধ্যমে। উপরন্তু, কৃত্রিম এক্সটেনশনগুলি বাহ্যিক নিয়ন্ত্রণ এবং তত্ত্বাবধান ব্যবস্থার জন্য হ্যান্ডেল হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে বা নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য এর কার্যকারিতা নির্দেশ এবং উপযোগী করার জন্য মাইক্রোবের কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রকৃতপক্ষে, ইন ভিভো মাইক্রোরোবটের তিনটি মৌলিক উপাদান, যা হল গতিশীলতা, নিয়ন্ত্রণ এবং কার্যকারিতা, তার সাপেক্ষে জৈব-সংকর পদ্ধতিকে দ্বৈত পদ্ধতিতে কল্পনা করা যেতে পারে। চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে যে, কীভাবে এই তিনটি উপাদান জৈবিকভাবে অর্থাৎ অণুজীব দ্বারা অথবা কৃত্রিমভাবে অর্থাৎ কৃত্রিম উপাদান দ্বারা উপলব্ধি করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি শুক্রাণু কোষের উপর ভিত্তি করে একটি সংকর বায়োমাইক্রোমোটর শুক্রাণুর ফ্ল্যাজেলাম বা একটি সংযুক্ত কৃত্রিম হেলিকাল ফ্ল্যাজেলাম দ্বারা চালিত হতে পারে। এটি তার চারপাশ এবং অন্যান্য কোষের সাথে জৈবিক মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে স্বায়ত্তশাসিতভাবে নিজেকে অভিমুখ করতে পারে, অথবা কৃত্রিম সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটরের মাধ্যমে বাহ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত এবং তত্ত্বাবধান করা যেতে পারে। পরিশেষে, এটি একটি জৈবিক কার্য সম্পাদন করতে পারে, যেমন একটি ডিম কোষকে নিষিক্ত করার সহজাত ক্ষমতা, বা কৃত্রিমভাবে আরোপিত কার্য, যেমন সিন্থেটিক ড্রাগ বা ডিএনএ ভেক্টর সরবরাহ। একটি জৈব সংকর যন্ত্র একটি নির্দিষ্ট প্রয়োগ সম্পাদনের জন্য এই ধরনের জৈবিক এবং কৃত্রিম উপাদানগুলির যে কোনও সম্ভাব্য সংমিশ্রণ স্থাপন করতে পারে। নেভিগেশন হাইড্রোডায়নামিক্স মাইক্রোউইমার নেভিগেশনের জন্য সর্বোত্তম পথ নির্ধারণ করতে পারে একটি বিমান বা চাঁদের ল্যান্ডারের মতো একটি ম্যাক্রোস্কোপিক এজেন্টকে কীভাবে সর্বোত্তমভাবে একটি লক্ষ্যে পৌঁছাতে হয় তার ভালভাবে অন্বেষণ করা সমস্যার তুলনায়, মাইক্রোউইমারদের জন্য সর্বোত্তম নেভিগেশন কৌশল যা দেয়াল এবং বাধাগুলির সাথে হাইড্রোডায়নামিক মিথস্ক্রিয়া অনুভব করে তা খুব কমই বোঝা যায়। উপরন্তু, মাইক্রোউইমারদের সাসপেনশনে হাইড্রোডায়নামিক মিথস্ক্রিয়া জটিল আচরণ তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি দূরবর্তী গন্তব্যে যাওয়ার পথে জটিল বাতাসের নিদর্শনগুলির মুখোমুখি হওয়ার সময় বিমানের জন্য জ্বালানী সাশ্রয়ের জন্য বা কোনও মহাকাশ-এজেন্টের অংশগুলির গতির সমন্বয়ের জন্য কীভাবে একটি লক্ষ্যে সর্বোত্তমভাবে পৌঁছানোর জন্য নেভিগেট বা চালনা করা যায় তার অনুসন্ধান গুরুত্বপূর্ণ। এই ধ্রুপদী সমস্যাগুলি ভালভাবে অন্বেষণ করা হয় এবং সাধারণত সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ তত্ত্ব ব্যবহার করে সমাধান করা হয়। একইভাবে, নেভিগেশন এবং অনুসন্ধান কৌশলগুলি প্রায়শই অনেক জৈবিক ব্যবস্থায় সম্মুখীন হয়, যার মধ্যে রয়েছে খাবারের জন্য প্রাণীদের চারণ, বা প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য লক্ষ্য অনুসন্ধানকারী টি কোষ। মাইক্রোউইমার এবং "শুষ্ক" সক্রিয় ব্রাউনিয়ান কণাগুলির সর্বোত্তম নেভিগেশন সমস্যা এবং অনুসন্ধান কৌশলগুলিতে ক্রমবর্ধমান আগ্রহ রয়েছে, একটি মাইক্রোউইমারের সর্বোত্তম গতিপথ সম্পর্কিত সাধারণ সমস্যা যা অবাধে চালিত হতে পারে তবে পূর্বনির্ধারিত লক্ষ্যের (পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট নেভিগেশন) দিকে তার গতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারে না তাকে "সর্বোত্তম মাইক্রোউইমার নেভিগেশন সমস্যা" হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে। সর্বোত্তম মাইক্রোসুইমার নেভিগেশন সমস্যা এবং বিমান, ক্রুজ-শিপ বা মুন-ল্যান্ডারের মতো ম্যাক্রোজেন্টগুলির জন্য প্রচলিত সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ সমস্যার মধ্যে বৈশিষ্ট্যগত পার্থক্য কেবলমাত্র পূর্ববর্তী সমস্যায় কম-রেইনল্ডস-সংখ্যার দ্রাবকের উপস্থিতিতে শিকড় বিস্তার করে। এগুলির মধ্যে রয়েছে (i) ওভারড্যাম্পড ডাইনামিক্স, (ii) তাপীয় ওঠানামা, এবং (iii) ইন্টারফেস, দেয়াল এবং বাধাগুলির সাথে দীর্ঘ-পরিসীমা তরল-মধ্যস্থ হাইড্রোডায়নামিক মিথস্ক্রিয়া, যার সবগুলিই মাইক্রোউইমারদের বৈশিষ্ট্য। বিশেষত, মাইক্রোউইমাররা যে অ-রক্ষণশীল হাইড্রোডায়নামিক শক্তিগুলি অনুভব করে সেগুলি রক্ষণশীল মহাকর্ষীয় শক্তির তুলনায় একটি স্বতন্ত্র নেভিগেশন কৌশলের জন্য কাজ করে, যেমন। মহাকাশ যানবাহনে। সাম্প্রতিক গবেষণায় শুষ্ক সক্রিয় কণাগুলির (এবং বাহ্যিক প্রবাহ ক্ষেত্রের কণাগুলি) সর্বোত্তম নেভিগেশন সমস্যাগুলি অন্বেষণ করা হয়েছে যা (i) এবং আংশিকভাবে (ii) এর জন্যও দায়ী। বিশেষত সাম্প্রতিক গবেষণা শক্তিশালীকরণ শিক্ষার ব্যবহারের পথপ্রদর্শক হয়েছে যেমন একটি লক্ষ্য অবস্থানের দিকে সর্বোত্তমভাবে নেভিগেট করার জন্য সক্রিয় কণাগুলির সর্বোত্তম স্টিয়ারিং কৌশল নির্ধারণ করা বা স্মার্ট গ্রাভিট্যাক্সিস শেখার মাধ্যমে নির্দিষ্ট প্রবাহ কাঠামোতে আটকা পড়া এড়াতে বাহ্যিক প্রবাহ ক্ষেত্রগুলি কাজে লাগানো। গভীর শক্তিবৃদ্ধি শিক্ষা ম্যাজ এবং বাধা অ্যারেতে মাইক্রোসুইমার নেভিগেশন সমস্যাগুলি অন্বেষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছে যা পরিবেশ সম্পর্কে বিশ্বব্যাপী বা শুধুমাত্র স্থানীয় জ্ঞান ধরে নিয়েছে। সর্বোত্তম সক্রিয় কণা নেভিগেশনের বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতিগুলি এই কাজগুলির পরিপূরক এবং মেশিন-লার্ন ফলাফল পরীক্ষার অনুমতি দেয়। সাধারণভাবে মাইক্রোটেকনোলজি এবং ন্যানোটেকনোলজির ক্ষেত্রে যেমন প্রয়োগ করা হয়, মাইক্রোউইমার প্রয়োগের ইতিহাস যুক্তিসঙ্গতভাবে রিচার্ড ফাইনম্যানের বিখ্যাত বক্তৃতা 'দেয়ার' স প্লেন্টি অফ রুম অ্যাট দ্য বটম 'দিয়ে শুরু হয়। দূরদর্শী ভাষণে, অন্যান্য বিষয়ের মধ্যে, ফাইনম্যান মাইক্রোস্কোপিক সার্জনদের ধারণাকে সম্বোধন করে বলেছিলেনঃ ". আপনি যদি সার্জনকে গিলে ফেলতে পারেন তবে অস্ত্রোপচারের ক্ষেত্রে এটি আকর্ষণীয় হবে। আপনি যান্ত্রিক শল্যচিকিৎসককে রক্তনালীর ভিতরে রাখেন এবং এটি হৃদপিণ্ডে যায় এবং চারপাশে যায় (অবশ্যই তথ্যটি সরবরাহ করতে হবে)। এটি খুঁজে বের করে যে কোন ভালভটি ত্রুটিযুক্ত এবং একটি ছোট ছুরি নিয়ে তা কেটে বের করে। কিছু অপর্যাপ্তভাবে কাজ করা অঙ্গকে সহায়তা করার জন্য অন্যান্য ছোট যন্ত্রগুলি শরীরে স্থায়ীভাবে অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে। বিজ্ঞান-কল্পকাহিনীমূলক চলচ্চিত্র ফ্যান্টাস্টিক ভয়েজ এবং আইজাক আসিমভের লেখায় যে শল্যচিকিৎসককে কেউ গিলে ফেলতে পারে তার ধারণাটি শীঘ্রই উপস্থাপন করা হয়েছিল। মাত্র কয়েক দশক পরে, মাইক্রোসুইমাররা সত্যিকারের মাইক্রোস্কেল সার্জন হওয়ার লক্ষ্যে একটি কৌতূহলী বিজ্ঞান-কল্পকাহিনী ধারণা থেকে বিশ্বের অনেক গবেষণা পরীক্ষাগারে অন্বেষণ করা বাস্তবতায় বিকশিত হয়েছিল, যেমনটি ইতিমধ্যে 2009 সালে মেটিন সিট্টি দ্বারা হাইলাইট করা হয়েছে। কম রেনল্ডস সংখ্যার পরিবেশে স্ব-চালিত হতে পারে এমন এই সক্রিয় এজেন্টগুলি ন্যানোমেডিসিনের ভবিষ্যতে মূল ভূমিকা পালন করতে পারে, যেমনটি 2016 সালে ইউভাল নোয়া হারারি হোমো ডিউসঃ এ ব্রিফ হিস্ট্রি অফ টুমরোতে জনপ্রিয় করেছিলেন। বিশেষত, এগুলি একটি নির্দিষ্ট লক্ষ্যে জিন বা ওষুধ এবং অন্যান্য পণ্যসম্ভারের লক্ষ্যবস্তু সরবরাহের জন্য কার্যকর হতে পারে (যেমন। একটি ক্যান্সার কোষ) আমাদের রক্তনালীগুলির মাধ্যমে, তাদের লক্ষ্য এড়ানোর জন্য একটি ভাল, বা আদর্শভাবে সর্বোত্তম, পথ খুঁজে বের করতে হয়, যেমন, বাধা এবং দুর্ভাগ্যজনক প্রবাহ ক্ষেত্র অঞ্চল। ইতিমধ্যে 2010 সালে, নেলসন এবং অন্যান্যরা। ন্যূনতম আক্রমণাত্মক ওষুধে মাইক্রোরোবটের বিদ্যমান এবং পরিকল্পিত প্রয়োগগুলি পর্যালোচনা করা হয়েছে। তারপর থেকে, ক্ষেত্রটি বৃদ্ধি পেয়েছে এবং এটি স্পষ্ট হয়ে উঠেছে যে মাইক্রোউইমারদের বায়োমেডিকাল প্রয়োগের জন্য অনেক সম্ভাবনা রয়েছে। ইতিমধ্যে, উপযুক্ত মাইক্রোসুইমার ব্যবহার করে অনেক আকর্ষণীয় কাজ ভিট্রোতে করা যেতে পারে। তবুও, 2020 সাল পর্যন্ত, মাইক্রোসুইমারগুলি অনেক ক্লিনিকাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি কার্যকর বিকল্প হয়ে ওঠার আগে ইন ভিভো নিয়ন্ত্রণ, জৈব সামঞ্জস্যতা এবং দীর্ঘমেয়াদী জৈব সুরক্ষা সম্পর্কিত বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জ অতিক্রম করা দরকার। বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলির শ্রেণিবিন্যাসের একটি পরিকল্পিত উপস্থাপনা নীচের বাম দিকের চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে ওষুধ সরবরাহ এবং অন্যান্য বায়োমেডিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পণ্য পরিবহনের জন্য মাইক্রোসুইমারের ব্যবহার, পাশাপাশি সহায়ক নিষিক্তকরণ, সংবেদন, মাইক্রোম্যানিপুলেশন এবং ইমেজিং। কিছু জটিল মাইক্রোউইমার একাধিক বিভাগে ফিট করে, কারণ এগুলি একই সাথে প্রয়োগ করা হয় যেমন, সেন্সিং এবং ড্রাগ ডেলিভারির জন্য। মেডিকেল ইন্টারভেনশনাল সক্ষমতার সাথে ভিভোতে কাজ করার জন্য একটি অবিচ্ছিন্ন মাইক্রোস্কোপিক মোবাইল মেশিন বা মাইক্রোবটের নকশাটি একটি সমন্বিত পদ্ধতির অনুমান করা উচিত যেখানে নকশা 3 ডি দেহের আকৃতি, উপাদান গঠন, উত্পাদন কৌশল, স্থাপনার কৌশল, সক্রিয়করণ এবং নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি, ইমেজিং পদ্ধতি, জৈবিক বাধাগুলির ব্যাপ্তি এবং নির্ধারিত চিকিৎসা কাজগুলির সম্পাদন সম্পূর্ণরূপে বিবেচনা করা দরকার, যেমন উপরের ডানদিকে চিত্রটিতে চিত্রিত হয়েছে। এই প্রয়োজনীয় দিকগুলির প্রত্যেকটিতে একটি বিশেষ নকশা বিবেচনা রয়েছে, যা অবশ্যই মাইক্রোবটের শারীরিক নকশায় প্রতিফলিত হতে হবে। আরও দেখুন বায়োইনস্পিরেশন বায়ো-অনুপ্রাণিত রোবোটিক্স বায়ো-অনুপ্রাণিত ইঞ্জিনিয়ারিং গ্রে গু রোবোটিক শুক্রাণু নরম রোবোটিক্স স্কুইর্মার রেফারেন্স