Microswimmer
மைக்ரோவிம்மர் என்பது திரவ சூழலில் நகரும் திறன் கொண்ட ஒரு நுண்ணோக்கி பொருள் ஆகும். இயற்கையான நுண்ணுயிரிகள் இயற்கையான உலகில் எல்லா இடங்களிலும் பாக்டீரியா, ஆர்க்கியா, புரோட்டிஸ்டுகள், விந்தணுக்கள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகள் போன்ற உயிரியல் நுண்ணுயிரிகளாக காணப்படுகின்றன. மில்லினியத்தின் தொடக்கத்திலிருந்து செயற்கை மற்றும் பயோஹைப்ரிட் மைக்ரோவிம்மர்கள் உற்பத்தியில் ஆர்வம் அதிகரித்து வருகிறது. அவை தோன்றிய இரண்டு தசாப்தங்கள் மட்டுமே கடந்திருந்தாலும், அவை ஏற்கனவே பல்வேறு உயிரியல் மருத்துவ மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பயன்பாடுகளுக்கு உறுதியைக் காட்டியுள்ளன. புலத்தின் சமீபத்திய தன்மையைக் கருத்தில் கொண்டு, இந்த கட்டுரை "மைக்ரோஸ்விம்மர்கள்" என்று குறிப்பிடும் நுண்ணோக்கி பொருட்களின் பெயரிடலுக்கான இலக்கியத்தில் இன்னும் ஒருமித்த கருத்து இல்லை. இலக்கியத்தில் கொடுக்கப்பட்டுள்ள பல மாற்று பெயர்களில், மைக்ரோவிம்மர்கள், மைக்ரோ/நானோரோபோட்டுகள் மற்றும் மைக்ரோ/நானோமோட்டர்கள் பெரும்பாலும் அடிக்கடி எதிர்கொள்ளப்படுகின்றன. பிற பொதுவான சொற்கள் பொருள் வடிவம் பற்றிய தகவல்கள் உட்பட மிகவும் விளக்கமாக இருக்கலாம், எ. கா., மைக்ரோட்யூப் அல்லது மைக்ரோஹெலிக்ஸ், அதன் கூறுகள், எ. கா., பயோஹைப்ரிட், விந்தணு, பாக்டீரியாபோட், அல்லது மைக்ரோ-பயோ-ரோபோட், அல்லது நடத்தை, எ. கா., மைக்ரோராக்கெட், மைக்ரோபுலெட், மைக்ரோடூல் அல்லது மைக்ரோலர். ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் குறிப்பிட்ட மைக்ரோஸ்விம்மர்களுக்கு பெயரிட்டுள்ளனர், எ. கா., மெடிபாட்கள், ஹேர்பாட்கள், ஐமுஷ்போட்கள், ஐரான்ஸ்பெர்ம், டீபாட்கள், பயோபாட்கள், டி-பட்போட்கள் அல்லது எம்ஓஎஃப்பிஓடிஎஸ். பின்னணி 1828 ஆம் ஆண்டில், பிரிட்டிஷ் உயிரியலாளர் ராபர்ட் பிரவுன் தண்ணீரில் மகரந்தத்தின் இடைவிடாத ஜிக்லிங் இயக்கத்தைக் கண்டுபிடித்தார், மேலும் அவரது கண்டுபிடிப்பை "நுண்ணோக்கியல் அவதானிப்புகளின் சுருக்கமான கணக்கு" என்ற தனது கட்டுரையில் விவரித்தார், இது இந்த இயக்கத்தின் தோற்றம் குறித்து விரிவான அறிவியல் விவாதத்திற்கு வழிவகுத்தது. இந்த புதிர் 1905 ஆம் ஆண்டில் மட்டுமே தீர்க்கப்பட்டது, ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் தனது புகழ்பெற்ற கட்டுரையை வெளியிட்டபோது über die von der molekularkinetishen Theorie der Wárme gefordte Bewegung von in ruhenden Flussigkeiten ஸஸ்பென்டியர்டென் Teilchen. ஐன்ஸ்டீன் அமைதியான திரவங்களில் இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட துகள்களின் பரவலைக் கண்டறிந்தது மட்டுமல்லாமல், இந்த கண்டுபிடிப்புகளை துகள் அளவை தீர்மானிக்கப் பயன்படுத்தலாம் என்றும் பரிந்துரைத்தார்-ஒரு வகையில், அவர் உலகின் முதல் நுண்ணோயியல் நிபுணர் ஆவார். நியூட்டன் தனது இயக்கச் சமன்பாடுகளை நிறுவியதிலிருந்து, நுண் அளவுகோலில் இயக்கத்தின் மர்மம் அறிவியல் வரலாற்றில் அடிக்கடி வெளிப்பட்டுள்ளது, இது சுருக்கமாக விவாதிக்கப்பட வேண்டிய இரண்டு கட்டுரைகளால் பிரபலமாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. முதலாவதாக, ஆஸ்போர்ன் ரெனால்ட்ஸால் பிரபலப்படுத்தப்பட்ட ஒரு அத்தியாவசிய கருத்து என்னவென்றால், ஒரு திரவத்தின் இயக்கத்திற்கான மந்தநிலை மற்றும் பாகுத்தன்மையின் ஒப்பீட்டு முக்கியத்துவம் பரிசீலனையில் உள்ள அமைப்பின் சில விவரங்களைப் பொறுத்தது. அவரது நினைவாக பெயரிடப்பட்ட ரெனால்ட்ஸ் எண், இந்த ஒப்பீட்டை பண்பு நிலைத்தன்மை மற்றும் பிசுபிசுப்பு சக்திகளின் பரிமாணமற்ற விகிதமாக அளவிடுகிறதுஃ இங்கே, திரவத்தின் அடர்த்தியைக் குறிக்கிறது; அமைப்பின் ஒரு பண்பு வேகம் (எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நீச்சல் துகள் வேகம்); ஒரு பண்பு நீளம் அளவு (எ. கா., நீச்சல் அளவு); மற்றும் திரவத்தின் பாகுத்தன்மை. இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட திரவத்தை தண்ணீராக எடுத்து, சோதனை ரீதியாக கவனிக்கப்பட்ட மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி, மீன் (= 100) போன்ற மேக்ரோஸ்கோபிக் நீச்சல் வீரர்களுக்கு மந்தநிலை முக்கியமானது என்பதை ஒருவர் தீர்மானிக்க முடியும், அதே நேரத்தில் பாகுத்தன்மை பாக்டீரியா (= 10−4) போன்ற மைக்ரோஸ்கேல் நீச்சல் வீரர்களின் இயக்கத்தில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. மைக்ரோமீட்டர் அளவில் நீந்துவதற்கு பிசுபிசுப்பின் மகத்தான முக்கியத்துவம் நீச்சல் மூலோபாயத்தில் ஆழமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. நுண்ணுயிரிகளின் உலகிற்கு வாசகர்களை அழைத்த ஈ. எம். பர்செல் இதை நினைவுகூரத்தக்க வகையில் விவாதித்துள்ளார், மேலும் அவற்றின் இயக்கத்தின் நிலைமைகளை கோட்பாட்டளவில் ஆய்வு செய்தார். முதலாவதாக, பெரிய அளவிலான நீச்சல் வீரர்களின் உந்துவிசை உத்திகள் பெரும்பாலும் சுழல் உதிர்தல் மற்றும் மந்தநிலை மூலம் இந்த நிகழ்வுகளுக்கு இடையில் கடற்கரை போன்ற அவ்வப்போது தனித்துவமான நிகழ்வுகளில் சுற்றியுள்ள திரவத்திற்கு வேகத்தை வழங்குவதை உள்ளடக்கியது. பாக்டீரியா போன்ற மைக்ரோஸ்கேல் நீச்சல் வீரர்களுக்கு இது பயனுள்ளதாக இருக்க முடியாதுஃ பெரிய பிசுபிசுப்பு தணிப்பு காரணமாக, ஒரு மைக்ரோன் அளவிலான பொருளின் மந்தமான கடற்கரை நேரம் 1 μs வரிசையில் உள்ளது. ஒரு நுண்ணுயிரியின் வழக்கமான வேகத்தில் நகரும் கடற்கரை தூரம் சுமார் 0.1 ஆங்ஸ்ட்ரோம்கள் (Å) ஆகும். ஒரு மைக்ரோஸ்கேல் பாடி மீது தற்போதைய தருணத்தில் செலுத்தப்படும் சக்திகள் மட்டுமே அதன் உந்துதலுக்கு பங்களிக்கின்றன, எனவே ஒரு நிலையான ஆற்றல் மாற்ற முறை அவசியம் என்று பர்செல் முடிவு செய்தார். நுண்ணுயிரிகள் தொடர்ச்சியான ஆற்றல் உற்பத்திக்கு அவற்றின் வளர்சிதை மாற்றத்தை உகந்ததாக்கியுள்ளன, அதே நேரத்தில் முற்றிலும் செயற்கை மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் (மைக்ரோரோபோட்டுகள்) சுற்றுச்சூழலில் இருந்து ஆற்றலைப் பெற வேண்டும், ஏனெனில் அவற்றின் ஆன்-போர்டு-ஸ்டோரேஜ்-திறன் மிகவும் குறைவாக உள்ளது. ஆற்றலின் தொடர்ச்சியான சிதறலின் மேலும் விளைவாக, உயிரியல் மற்றும் செயற்கை மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் சமநிலை புள்ளிவிவர இயற்பியலின் விதிகளுக்குக் கீழ்ப்படியவில்லை, மேலும் சமநிலையற்ற இயக்கவியலால் விவரிக்கப்பட வேண்டும். கணித ரீதியாக, நேவியர்-ஸ்டோக்ஸ் சமன்பாட்டை எடுத்து, நிலைத்தன்மை சொற்களை அகற்றுவதன் மூலம் குறைந்த ரெனால்ட்ஸ் எண்ணின் தாக்கங்களை பர்செல் ஆராய்ந்தார்ஃ திரவத்தின் வேகம் எங்கே மற்றும் அழுத்தத்தின் சாய்வு எங்கே. பர்செல் குறிப்பிட்டபடி, இதன் விளைவாக வரும் சமன்பாடு-ஸ்டோக்ஸ் சமன்பாடு-வெளிப்படையான நேர சார்பு இல்லை. இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட உடல் (எ. கா., ஒரு பாக்டீரியா) அவ்வப்போது இயந்திர இயக்கங்கள் அல்லது சிதைவுகள் (எ. கா., ஒரு ஃபிளாஜெல்லம்) மூலம் எப்படி நீந்த முடியும் என்பதற்கு இது சில முக்கியமான விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. முதலாவதாக, மைக்ரோவிம்மர் மற்றும் சுற்றியுள்ள திரவத்தின் இயக்கத்திற்கு இயக்க விகிதம் நடைமுறையில் பொருத்தமற்றதுஃ இயக்க விகிதத்தை மாற்றுவது திரவத்தின் மற்றும் மைக்ரோவிம்மரின் வேகங்களின் அளவை மாற்றும், ஆனால் அது திரவ ஓட்டத்தின் வடிவத்தை மாற்றாது. இரண்டாவதாக, இயந்திர இயக்கத்தின் திசையை மாற்றியமைப்பது அமைப்பில் உள்ள அனைத்து வேகங்களையும் வெறுமனே மாற்றியமைக்கும். ஸ்டோக்ஸ் சமன்பாட்டின் இந்த பண்புகள் சாத்தியமான நீச்சல் உத்திகளின் வரம்பை கடுமையாக கட்டுப்படுத்துகின்றன. ஒரு உறுதியான எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கீல் மூலம் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு கடினமான துண்டுகளைக் கொண்ட ஒரு கணித ஸ்கால்ப்பைக் கவனியுங்கள். கீலை அவ்வப்போது திறந்து மூடுவதன் மூலம் "ஸ்கால்ப்" நீந்த முடியுமா? இல்லைஃ திறக்கும் மற்றும் மூடுவதற்கான சுழற்சி நேரத்தைப் பொறுத்து எப்படி இருந்தாலும், சுழற்சியின் முடிவில் ஸ்கால்ப் எப்போதும் அதன் தொடக்க புள்ளிக்குத் திரும்பும். இங்கே குறிப்பிடத்தக்க மேற்கோள் உருவானதுஃ "வேகமாகவோ அல்லது மெதுவாகவோ, அது அதன் பாதையை சரியாக பின்வாங்குகிறது, அது தொடங்கிய இடத்திற்குத் திரும்பியுள்ளது". இந்த ஸ்கால்ப் தேற்றத்தின் வெளிச்சத்தில், நுண் அளவில் செயற்கை இயக்கத்தை எவ்வாறு உருவாக்க முடியும் என்பது குறித்த அணுகுமுறைகளை பர்செல் உருவாக்கியது. இந்த கட்டுரை தொடர்ந்து அறிவியல் விவாதத்தை ஊக்குவிக்கிறது; எடுத்துக்காட்டாக, மேக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் இன்டெலிஜென்ட் சிஸ்டம்ஸைச் சேர்ந்த ஃபிஷர் குழுவின் சமீபத்திய ஆய்வுகள் ஸ்கால்ப் கொள்கை நியூட்டனின் திரவங்களுக்கு மட்டுமே செல்லுபடியாகும் என்பதை சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தியது. வகைகள் பல்வேறு வகையான மைக்ரோவிம்மர்கள் வெவ்வேறு வழிகளில் இயக்கப்படுகின்றன மற்றும் இயக்கப்படுகின்றன. தனிப்பட்ட மைக்ரோவிம்மர்கள் மற்றும் மைக்ரோவிம்மர்களின் திரள்களுக்கான நீச்சல் உத்திகள் பல ஆண்டுகளாக ஆராயப்பட்டுள்ளன. பொதுவாக, மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் வெளிப்புற சக்தி ஆதாரங்களை நம்பியுள்ளன, ஏனெனில் இது காந்த, ஒளியியல் அல்லது ஒலிக் கட்டுப்பாட்டுக்கு பொருந்தும், அல்லது அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களில் கிடைக்கும் எரிபொருளைப் பயன்படுத்துகின்றன, பயோஹைப்ரிட் அல்லது வினையூக்கி மைக்ரோஸ்விம்மர்களைப் போலவே. காந்த மற்றும் ஒலி செயல்பாடு பொதுவாக இன் விவோ மைக்ரோஸ்விம்மர் கையாளுதலுடன் இணக்கமாக இருக்கும் மற்றும் வினையூக்கி மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் விவோ எரிபொருள்களில் பயன்படுத்த குறிப்பாக வடிவமைக்கப்படலாம். உயிரியல் திரவங்களில் அல்லது விவோவில் ஒளியியல் சக்திகளைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் சவாலானது, இருப்பினும் சுவாரஸ்யமான எடுத்துக்காட்டுகள் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. பெரும்பாலும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் இயற்கையிலிருந்து உத்வேகம் பெற விரும்புகிறார்கள், முழு மைக்ரோஸ்விம்மர் வடிவமைப்பிற்காகவும் அல்லது விரும்பிய உந்துவிசை வகையை அடையவும். எடுத்துக்காட்டாக, பயோட்டின்-ஸ்ட்ரெப்டாவிடின் இடைவினைகள் மூலம் பிணைக்கப்பட்ட காந்தத் துகள்களின் இழைகளால் செய்யப்பட்ட ஃபிளாஜெல்லம் போன்ற செயற்கை கூறுகளுடன் மாற்றியமைக்கப்பட்ட மனித சிவப்பு இரத்த அணுக்கள் முதல் பயோஇன்ஸ்பிரேட் மைக்ரோஸ்விம்மர்களில் ஒன்றாகும். மிக சமீபத்தில், புழு போன்ற பயண அலை அம்சங்கள், இறால் லோகோமோஷன் மற்றும் பாக்டீரியா ரன்-அண்ட்-டம்பிள் இயக்கம் ஆகியவற்றால் ஈர்க்கப்பட்ட பயோமிமெடிக் நீச்சல், வடிவ ஒளியைப் பயன்படுத்தி நிரூபிக்கப்பட்டது. இயற்கையால் ஈர்க்கப்பட்ட ஒரு வித்தியாசமான அணுகுமுறை பயோஹைப்ரிட் மைக்ரோஸ்விம்மர்களைப் பயன்படுத்துவதாகும். இவற்றில் ஒரு உயிருள்ள கூறு மற்றும் ஒரு செயற்கை கூறு ஆகியவை அடங்கும். பயோஹைப்ரிட்ஸ் பெரும்பாலும் பல்வேறு உயிரியல் அமைப்புகளின் மைக்ரோஸ்கேல் இயக்கத்தைப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன, மேலும் உயிருள்ள கூறுகளை வகைப்படுத்தும் பிற நடத்தைகளையும் பயன்படுத்தலாம். காந்த உயிர் உந்துதல் மற்றும் பயோஹைப்ரிட் மைக்ரோஸ்விம்மர்களுக்கு, பாக்டீரியா, விந்தணு செல்கள் மற்றும் காந்த மண்டல செல்கள் பொதுவான மாதிரி உயிரினங்கள் ஆகும். காந்த சக்திகளின் பயன்பாட்டிற்கு கூடுதலாக, உயிர் உந்துதல் மைக்ரோஸ்விம்மர்களின் செயல்பாடும் எடுத்துக்காட்டாக, ஒலி கிளர்ச்சி அல்லது ஒளியியல் சக்திகளைப் பயன்படுத்தி நிரூபிக்கப்பட்டது. ஒளியியல் சக்திகளுடன் தொடர்புடைய மற்றொரு இயற்கையால் ஈர்க்கப்பட்ட நடத்தை ஃபோட்டோடாக்சிஸ் ஆகும், இது எ. கா., சரக்கு-சுமந்து செல்லும் நுண்ணுயிரிகள், செயற்கை மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் அல்லது பயோஹைப்ரிட் மைக்ரோஸ்விம்மர்களால் பயன்படுத்தப்படலாம். பல சமீபத்திய மதிப்பாய்வு ஆவணங்கள் மைக்ரோஸ்விம்மர் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் தற்போதைய உந்துவிசை மற்றும் கட்டுப்பாட்டு உத்திகளை விளக்குவது அல்லது ஒப்பிடுவதில் கவனம் செலுத்துகின்றன. காந்த செயல்பாடு பெரும்பாலும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட விவோ வழிகாட்டுதலுக்காக சேர்க்கப்பட்டுள்ளது, மைக்ரோவிம்மர்களுக்கு கூட வேறு வகையான உந்துவிசையை நம்பியுள்ளது. 2020 ஆம் ஆண்டில், கொலியோசோ மற்றும் பலர். பயோமெடிக்கல் பயன்பாடுகளுக்கான காந்த சிறிய அளவிலான ரோபோக்களின் பயன்பாட்டை மதிப்பாய்வு செய்து, அத்தகைய நோக்கங்களுக்காக உருவாக்கப்பட்ட பல்வேறு காந்தப்புலங்கள் மற்றும் செயல்பாட்டு அமைப்புகள் பற்றிய விவரங்களை வழங்குகின்றன. மைக்ரோஸ்விம்மர்களை உருவாக்குவதற்கான உத்திகளில் இரண்டு-ஃபோட்டான் பாலிமரைசேஷன் 3டி பிரிண்டிங், ஃபோட்டோலிதோகிராஃபி, டெம்ப்ளேட் உதவியுடன் மின்னாற்பகுப்பு அல்லது வெவ்வேறு உத்திகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் உயிரற்ற ஒரு உயிருள்ள கூறுடன் ஒரு உயிருள்ள கூறுகளின் பிணைப்பு ஆகியவை அடங்கும். மிக சமீபத்திய அணுகுமுறைகள் 4 டி பிரிண்டிங்கை சுரண்டுகின்றன, இது தூண்டுதல்-பதிலளிக்கக்கூடிய பொருட்களின் 3 டி பிரிண்டிங் ஆகும். மேலும் செயல்பாடு பெரும்பாலும் தேவைப்படுகிறது, ஒரு குறிப்பிட்ட வகை செயல்பாட்டை செயல்படுத்த, எ. கா., காந்தக் கட்டுப்பாட்டுக்கான உலோக பூச்சு அல்லது தெர்மோபிளாஸ்மோனிக் பதில்கள், அல்லது பயன்பாட்டின் ஒரு பகுதியாக, சில பண்புகள் தேவைப்பட்டால், எ. கா., உணர்தல், சரக்கு போக்குவரத்து, சுற்றுச்சூழலுடனான கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தொடர்புகள் அல்லது உயிரியல் சிதைவு. இயற்கையான மைக்ரோஸ்விம்மர்ஸ் மோட்டைல் அமைப்புகள் இயற்கையான உலகில் நேரம் மற்றும் நீளம் அளவுகளில் பல அளவுகளில் பரவியுள்ளன, மேலும் சுய-உந்துதலுக்கான உகந்த உத்திகளை அடையவும், வலதுபுறத்தில் உள்ள வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, உயர் பாகுத்தன்மை சக்திகள் மற்றும் பிரவுனியன் இயக்கத்தின் தாக்கங்களை சமாளிக்கவும் உடற்கூறியல் மற்றும் உடலியல் ரீதியாக உருவாகியுள்ளன. அறியப்பட்ட மிகச்சிறிய இயற்கை இயக்க அமைப்புகளில் சில மோட்டார் புரதங்கள், அதாவது உயிரணுக்களில் உள்ள புரதங்கள் மற்றும் புரத வளாகங்கள் இரசாயன ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுவதன் மூலம் பல்வேறு உடலியல் செயல்பாடுகளை மேற்கொள்கின்றன. இந்த மோட்டார் புரதங்கள் மயோசின்கள், கினேசின்கள் அல்லது டைனீன்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. மயோசின் மோட்டார்கள் தசைச் சுருக்கங்களுக்கும், ஆக்டின் இழைகளை பாதைகளாக கொண்டு செல்வதற்கும் காரணமாகின்றன. மறுபுறம், டைனின் மோட்டார்கள் மற்றும் கினெசின் மோட்டார்கள், செல் முழுவதும் வெசிகிள்களை கொண்டு செல்ல மைக்ரோட்யூபூல்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இரசாயன ஆற்றலை இயக்கமாக மாற்ற இந்த புரத மோட்டார்கள் பயன்படுத்தும் வழிமுறை ஏடிபி நீராற்பகுப்பைப் பொறுத்தது, இது குளோபுலர் மோட்டார் களத்தில் ஒரு இணக்க மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, இது இயக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. மோட்டார் புரதங்களைத் தவிர, பாரம்பரியமாக உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகளில் அவற்றின் வினையூக்கி செயல்பாடுகளுக்காக அங்கீகரிக்கப்பட்ட என்சைம்கள், மூலக்கூறு பரிமாணத்தில் இரசாயன ஆற்றலை இயந்திர நடவடிக்கையாக மாற்றும் நானோ அளவிலான இயந்திரங்களாக செயல்பட முடியும். பல்வேறு நொதிகளின் பரவல் (எ. கா. ஃப்ளோரசன்ட் கோரிலேட்டட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (எஃப். சி. எஸ்) மூலம் அளவிடப்படும் யூரியேஸ் மற்றும் கேடலேஸ்), அடி மூலக்கூறு சார்ந்த முறையில் அதிகரிக்கிறது. மேலும், என்சைம்கள் சவ்வு-பிணைக்கப்பட்டிருக்கும் போது, அவற்றின் வினையூக்கி நடவடிக்கைகள் கொழுப்பு வெசிகிள் இயக்கத்தை இயக்கலாம். உதாரணமாக, டிரான்ஸ்மெம்பிரேன் அடினோசின் 5 '-ட்ரைபாஸ்பேடேஸ், சவ்வு-பிணைக்கப்பட்ட அமில பாஸ்பேடேஸ் அல்லது யூரியேஸ் போன்ற என்சைம்களுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட கொழுப்பு வெசிகிள்கள் என்சைமாடிக் விற்றுமுதல் விகிதத்துடன் தொடர்புடைய மேம்பட்ட இயக்கத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன. பாக்டீரியாவை அடிப்படையில் இரண்டு வெவ்வேறு குழுக்களாகப் பிரிக்கலாம், கிராம்-பாசிட்டிவ் மற்றும் கிராம்-நெகட்டிவ் பாக்டீரியா, அவற்றின் செல் உறையின் கட்டமைப்பால் வேறுபடுகின்றன. ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும் செல் உறை என்பது ஒரு சிக்கலான பல அடுக்கு கட்டமைப்பாகும், இது உயிரணுவை அதன் சூழலில் இருந்து பாதுகாக்கிறது. கிராம்-பாசிட்டிவ் பாக்டீரியாவில், சைட்டோபிளாஸ்மிக் சவ்வு பெப்டிடோகிளைகானின் தடிமனான செல் சுவரால் மட்டுமே சூழப்பட்டுள்ளது. இதற்கு மாறாக, கிராம்-நெகட்டிவ் பாக்டீரியாவின் உறை மிகவும் சிக்கலானது மற்றும் சைட்டோபிளாஸ்மிக் சவ்வின் (உள்ளே இருந்து வெளியே), பெப்டிடோகிளைகானின் மெல்லிய அடுக்கு மற்றும் லிபோபோலிசாக்கரைடு அடுக்கு என்றும் அழைக்கப்படும் கூடுதல் வெளிப்புற சவ்வு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. பிற பாக்டீரியா செல் மேற்பரப்பு கட்டமைப்புகள் ஒழுங்கற்ற சேறு அடுக்குகள் முதல் அதிக கட்டமைக்கப்பட்ட காப்ஸ்யூல்கள் வரை உள்ளன. இவை சுரக்கும் மெலிதான அல்லது ஒட்டும் பாலிசாக்கரைடுகள் அல்லது புரதங்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன, அவை உயிரணுக்களுக்கு பாதுகாப்பை வழங்குகின்றன மற்றும் சுற்றுச்சூழலுடன் நேரடி தொடர்பில் உள்ளன. அவை திடமான மேற்பரப்புகளுடன் இணைப்பது உட்பட பிற செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. கூடுதலாக, புரத இணைப்புகள் மேற்பரப்பில் இருக்கலாம்ஃ ஃபிம்ப்ரியா மற்றும் பைலி வெவ்வேறு நீளம் மற்றும் விட்டம் கொண்டிருக்கலாம் மற்றும் அவற்றின் செயல்பாடுகளில் ஒட்டுதல் மற்றும் இழுப்பு இயக்கம் ஆகியவை அடங்கும். குறிப்பாக, நீரிய சூழலில் வாழும் நுண்ணுயிரிகளைப் பொறுத்தவரை, இயக்குதல் என்பது நீச்சலைக் குறிக்கிறது, எனவே உலகம் பாக்டீரியா, விந்தணு, புரோட்டோசோவா மற்றும் பாசிகள் போன்ற பல்வேறு வகையான நீச்சல் நுண்ணுயிரிகளால் நிரம்பியுள்ளது. ஃபிளாஜெல்லா எனப்படும் முடி போன்ற இழைகளின் சுழற்சி காரணமாக பாக்டீரியாக்கள் நகர்கின்றன, அவை பாக்டீரியா செல் சுவரில் ஒரு புரத மோட்டார் வளாகத்துடன் நங்கூரமிடப்படுகின்றன. ஸ்வார்ஸ் மற்றும் பலர், 2017 ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட பின்வரும் அட்டவணை, இயற்கை அல்லது உயிரியல் மைக்ரோஸ்விம்மர்களின் சில எடுத்துக்காட்டுகளை பட்டியலிடுகிறது. செயற்கை மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் தற்போதைய பொறியியல் சவால்களில் ஒன்று, சிறிய அளவில் சிக்கலான பணிகளைச் செய்யக்கூடிய மினியேச்சர் செய்யப்பட்ட செயல்பாட்டு வாகனங்களை உருவாக்குவதாகும், அவை இல்லையெனில் நடைமுறைக்கு மாறானவை, திறமையற்றவை அல்லது வழக்கமான வழிமுறைகளால் முற்றிலும் சாத்தியமற்றவை. இந்த வாகனங்கள் நானோ/மைக்ரோமோடர்கள் அல்லது நானோ/மைக்ரோரோபோட்டுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் ஆற்றல், கம்ப்யூட்டிங் அல்லது ஒரு பக்கத்தில் உள்ள பிற பயன்பாடுகளுக்கான சிறிய மூலக்கூறு இயந்திரங்களிலிருந்தும், இந்த அளவு அளவின் மறுபுறத்தில் நிலையான மைக்ரோ எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் அமைப்புகளிலிருந்தும் (எம். இ. எம். எஸ்) வேறுபடுத்தப்பட வேண்டும். ஒரு சிப்பில் மின்னணு சாதனங்களாக இருப்பதற்குப் பதிலாக, மைக்ரோமோட்டர்கள் ஒரு திரவ ஊடகத்தின் வழியாக சுதந்திரமாக நகர முடியும், அதே நேரத்தில் அவை வழிநடத்தப்படுகின்றன அல்லது வெளிப்புறமாக அல்லது உள்ளார்ந்த வடிவமைப்பால் இயக்கப்படுகின்றன, அவை பல்வேறு வழிமுறைகளால் அடையப்படலாம், மிக முக்கியமாக வினையூக்கி எதிர்வினைகள், காந்தப்புலங்கள் அல்லது மீயொலி அலைகள். விஞ்ஞானிகள் தற்போது இலக்காகக் கொண்ட பல்வேறு உணர்தல், செயல்பாட்டு அல்லது பிக்அப் மற்றும் டெலிவரி பயன்பாடுகள் உள்ளன, புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கு உள்ளூர் மருந்தை இலக்காகக் கொண்டிருப்பது மிக முக்கியமான எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒன்றாகும். இது போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு, ஒரு மைக்ரோமோடர் நீந்த முடியும், அதாவது, மூன்று பரிமாணங்களில் சுதந்திரமாக திறம்பட கட்டுப்படுத்தப்பட்டு நம்பகமான பொறிமுறையுடன் இயக்கப்பட வேண்டும். மைக்ரோஸ்விம்மர்களின் சிறிய அளவிலான அளவின் நேரடி விளைவாகவே அவை குறைந்த ரெனால்ட்ஸ் எண்ணைக் கொண்டுள்ளன. இதன் பொருள் மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் எப்படி நீந்துகிறார்கள் என்பதற்கான இயற்பியல் பிசுபிசுப்பான இழுவை சக்திகளால் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, இது புலத்தில் இயற்பியலாளர்களால் விரிவாக விவாதிக்கப்பட்ட ஒரு சிக்கலாகும். இந்த வகையான நீச்சல் பொறியாளர்களுக்கு சவால் விடுத்துள்ளது, ஏனெனில் இது அன்றாட வாழ்க்கையில் பொதுவாக அனுபவிக்கப்படுவதில்லை, இருப்பினும் விந்து அல்லது சில பாக்டீரியாக்கள் போன்ற நகரும் நுண்ணுயிரிகளுக்கு இயற்கையில் காணலாம். இயற்கையாகவே, இந்த நுண்ணுயிரிகள் ஆரம்பத்திலிருந்தே செயற்கை மைக்ரோமோட்டர்களை உருவாக்க உத்வேகமாக செயல்பட்டன, ஏனெனில் அவை சுறுசுறுப்பான, தன்னிறைவு பெற்ற மைக்ரோஸ்விம்மர் வாகனம் எதிர்கொள்ள வேண்டிய சவால்களை சமாளிக்க முடிந்தது. பயோமிமெடிக் அணுகுமுறைகள் மூலம், விந்தணு மற்றும் எஸ்செரிச்சியா கோலி பாக்டீரியாவின் ஃபிளாஜெல்லா அடிப்படையிலான இயக்க மூலோபாயத்தை அந்தந்த ஃபிளாஜெல்லம் வடிவத்தை இனப்பெருக்கம் செய்வதன் மூலமும் காந்தப்புலங்களுடன் செயல்படுவதன் மூலமும் ஆராய்ச்சியாளர்களால் பின்பற்ற முடிந்தது. நுண்ணுயிரிகள் வெவ்வேறு நீச்சல் உத்திகளைத் தூண்டுவதன் மூலம் குறைந்த ரெனால்ட்ஸ் எண் ஆட்சியின் கடுமையான சூழலுக்கு ஏற்ப தங்கள் இயக்கத்தைத் தழுவிக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, ஈ. கோலை அதன் சுழல் ஃபிளாஜெல்லத்தை சுழற்றுவதன் மூலம் நகர்கிறது, கிளாமைடோமோனாஸ் ஃபிளாஜெல்லா ஒரு மார்பக ஸ்ட்ரோக் வகையான இயக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது. ஆப்பிரிக்க டிரிபனோசோம் செல் உடலுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு சுழல் ஃபிளாஜெல்லம் உள்ளது, அதன் வழியாக ஒரு பிளானர் அலை செல்கிறது. இந்த வகையான இயற்கையான நீச்சல் வீரர்களின் நீச்சல் கடந்த அரை நூற்றாண்டு காலமாக ஆராயப்பட்டு வருகிறது. இந்த ஆய்வுகளின் விளைவாக, டெய்லர் தாள், பர்செல்லின் இரண்டு-கை நீச்சல் வீரர், மூன்று-இணைக்கப்பட்ட கோளங்கள் நீச்சல் வீரர், நெகிழ்வான இரண்டு-கோள நீச்சல் வீரர் மற்றும் ஒரு செயலற்ற நெகிழ்வான கை கொண்ட மூன்று-கோளம் போன்ற செயற்கை நீச்சல் வீரர்களும் முன்மொழியப்பட்டுள்ளனர், இது குறைந்த ரெனால்ட்ஸ் எண் நீச்சல் வீரர்களைப் பற்றிய புரிதலை மேலும் மேம்படுத்தியுள்ளது. ஒரு செயற்கை நீச்சல் வீரரை முன்மொழிவதில் உள்ள சவால்களில் ஒன்று, முன்மொழியப்பட்ட இயக்க ஸ்ட்ரோக் பரஸ்பரமாக இருக்கக்கூடாது, இல்லையெனில் ஸ்கால்ப் தேற்றம் காரணமாக அது தன்னைத் தானே முன்னெடுத்துச் செல்ல முடியாது. ஸ்கால்ப் தேற்றத்தில், பர்செல் ஒரு-குச்சி அல்லது ஒரு டிகிரி சுதந்திரம் கொண்ட ஒரு நீச்சல் வீரர் பரஸ்பர இயக்கத்தைச் செய்ய வேண்டும், இதனால் ஸ்டோக்ஸ் ஆட்சியில் நீந்த முடியாது என்று வாதிட்டார். ஸ்கால்ப் தேற்றத்திலிருந்து தப்பிக்க பர்செல் இரண்டு சாத்தியமான வழிகளை முன்மொழிந்தார், ஒன்று 'கார்க்ஸ்க்ரூ' இயக்கம் மற்றும் மற்றொன்று 'நெகிழ்வான துடுப்பு' இயக்கம். நெகிழ்வான துடுப்பு என்ற கருத்தைப் பயன்படுத்தி, ட்ரேஃபஸ் மற்றும் பலர் ஒரு மைக்ரோ நீச்சல் வீரரைப் புகாரளித்தனர், இது பாரா காந்த மணிகளால் ஆன மெல்லிய இழையின் நெகிழ்வான பண்பைப் பயன்படுத்துகிறது. நேர தலைகீழ் சமச்சீர்மையை உடைக்க, நெகிழ்வான கையில் ஒரு செயலற்ற தலை இணைக்கப்பட்டது. செயலற்ற தலை நெகிழ்வான நீச்சல் வீரரின் வேகத்தை குறைக்கிறது, தலை பெரியது, நீச்சல் வீரர் அனுபவிக்கும் இழுவை சக்தி அதிகமாக உள்ளது. நீச்சலுக்கு தலை இன்றியமையாதது, ஏனெனில் அது இல்லாமல் வால் ஒரு பரஸ்பர இயக்கத்தை செய்கிறது மற்றும் நீச்சல் வீரரின் வேகம் பூஜ்ஜியமாக குறைகிறது. தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிப்பதற்கு மறுசீரமைக்கக்கூடிய செயற்கை அல்லது செயற்கை மைக்ரோவிம்மர்களுக்கு உள் பின்னூட்டம் தேவை சுய-உந்துதல் நுண் துகள்கள் பெரும்பாலும் உயிரியல் மைக்ரோவிம்மர்களுக்கான செயற்கை மாதிரிகளாக முன்மொழியப்படுகின்றன, இருப்பினும் அவை அவற்றின் உயிரியல் சகாக்களின் உள் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட தழுவலைக் கொண்டிருக்கவில்லை. மாறாக, தழுவல் பெரிய அளவிலான மென்மையான-ரோபோடிக் சாதனங்களில் குறியிடப்படலாம், ஆனால் கூழ்ம அளவுகோலுக்கு மாற்றுவது கடினமாக உள்ளது. நகரும் பாக்டீரியாவின் எங்கும் நிறைந்த தன்மை மற்றும் வெற்றி ஆகியவை வெவ்வேறு சூழல்களுக்கு தன்னிச்சையாக மாற்றியமைக்கும் திறனுடன் வலுவாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன, ஏனெனில் அவை உள் பின்னூட்ட வழிமுறைகள் மூலம் அவற்றின் வடிவம், வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் இயக்கத்தை மறுசீரமைக்க முடியும். ஒத்த தழுவல் திறன்கள் மற்றும் தன்னாட்சி நடத்தை கொண்ட செயற்கை மைக்ரோஸ்விம்மர்களை உணர்ந்து கொள்வது உகந்த போக்குவரத்து முதல் உணர்திறன் மற்றும் மைக்ரோரோபோட்டிக்ஸ் வரையிலான தொழில்நுட்பங்களை கணிசமாக பாதிக்கலாம். தழுவலில் கவனம் செலுத்துவதன் மூலம், கொலாய்டல் அளவுகோலில் இருக்கும் அணுகுமுறைகள் பெரும்பாலும் வெளிப்புற பின்னூட்டத்தை நம்பியுள்ளன, அவை உந்துவிசை வேகம் மற்றும் திசையின் ஸ்பேட்டியோடெம்போரல் பண்பேற்றம் வழியாக இயக்கத்தை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன அல்லது துகள்களை இயக்கும் அதே காந்த அல்லது மின்சார புலங்கள் வழியாக வடிவ மாற்றங்களைத் தூண்டுகின்றன. மாறாக, உந்துவிசையின் மூலத்திலிருந்து துண்டிக்கப்பட்ட தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் இயக்கத்தை ஒழுங்குபடுத்தும் உள் பின்னூட்ட பொறிமுறையுடன் செயற்கை மைக்ரோஸ்விம்மர்களை வழங்குவது ஒரு மழுப்பலான பணியாகவே உள்ளது. துகள் வடிவத்திற்கும் இயக்கத்திற்கும் இடையிலான இணைப்பைப் பயன்படுத்துவதே இந்த இலக்கை அடைவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வழியாகும். வெவ்வேறு உந்துவிசை நிலைகளுக்கு இடையில் திறமையான மாற்றத்தை, எடுத்துக்காட்டாக, மாறுபட்ட வடிவவியலின் சமச்சீர்-உடைக்கும் செயலில் உள்ள கிளஸ்டர்களின் தன்னிச்சையான திரட்டல் மூலம் அடைய முடியும், இருப்பினும் இந்த செயல்முறை விரும்பிய தீர்மானகரமான கட்டுப்பாட்டைக் கொண்டிருக்கவில்லை. மாறாக, நிலையான வடிவங்கள் மற்றும் கலவைகளுடன் கூழ்மக் கொத்துக்களை வடிவமைப்பது இயக்கத்தின் மீது சிறந்த கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது, ஆனால் தழுவல் இல்லை. துணை மில்லிமீட்டர் அளவில் மறுசீரமைக்கக்கூடிய ரோபோக்களில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டிருந்தாலும், இந்த கருத்துக்களை கொலாய்டல் நிலைக்கு குறைப்பது மாற்று புனையமைப்பு மற்றும் வடிவமைப்பைக் கோருகிறது. உள்ளூர் தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் ஒரு முன்னரே வரையறுக்கப்பட்ட பாதையில் மறுசீரமைக்கப்படும் வடிவத்தை மாற்றும் கூழ்மக் கொத்துகள் இரண்டு பண்புகளையும் இணைக்கும், தகவமைப்பு செயற்கை மைக்ரோஸ்விம்மர்களை உணரும் பார்வைக்கு அதிக ஆற்றலுடன். பயோஹைப்ரிட் மைக்ரோவிம்மர்கள் பயோஹைப்ரிட் மைக்ரோவிம்மர் என்று அழைக்கப்படுபவை உயிரியல் மற்றும் செயற்கை பாகங்களைக் கொண்ட ஒரு மைக்ரோவிம்மர் என்று வரையறுக்கப்படலாம், எடுத்துக்காட்டாக, ஒன்று அல்லது பல உயிருள்ள நுண்ணுயிரிகள் ஒன்று அல்லது பல்வேறு செயற்கை பகுதிகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. பயோஹைப்ரிட் அணுகுமுறை உயிருள்ள நுண்ணுயிரிகளை ஒரு செயல்பாட்டு மைக்ரோவிம்மரின் முக்கிய கூறு அல்லது மாற்றியமைக்கப்பட்ட தளமாக நேரடியாகப் பயன்படுத்துகிறது. ஆரம்பத்தில் நுண்ணுயிரிகள் செயற்கை சாதனங்களுக்கான மோட்டார் அலகுகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன, ஆனால் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் இந்த பாத்திரம் மற்ற உயிரணுக்கள் மற்றும் உயிரினங்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும் வழிமுறைகளைக் கருத்தில் கொண்டு இந்த உயிரினங்களின் உயிரியல் திறன்களைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளும் பிற செயல்பாடுகளை நோக்கி நீட்டிக்கப்பட்டு மாற்றியமைக்கப்பட்டுள்ளது, குறிப்பாக பயன்பாடுகளுக்கு மருந்து விநியோகம் அல்லது கருத்தரித்தல் போன்ற மனித உடலுக்குள். நுண்ணுயிரிகளின் ஒரு தனித்துவமான நன்மை என்னவென்றால், அவை இயற்கையாகவே இயக்கம் மற்றும் பல்வேறு உயிரியல் செயல்பாடுகளை ஒரு வசதியான மினியேச்சர் செய்யப்பட்ட தொகுப்பில் ஒருங்கிணைக்கிறது, தன்னாட்சி உணர்தல் மற்றும் முடிவெடுக்கும் திறன்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அவை விவோ சூழலில் உள்ள சிக்கலான சூழல்களில் மாற்றியமைத்து செழித்து வளர முடியும், மேலும் அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களுடன் தொடர்புகொள்வதன் மூலம் சுயமாக பழுதுபார்ப்பு மற்றும் சுயமாக ஒன்றுகூடும் திறன் கொண்டவை. அந்த வகையில், தன்னிறைவு பெற்ற நுண்ணுயிரிகள் இயற்கையாகவே செயற்கை முறையில் உருவாக்கப்பட்ட மைக்ரோரோபோட்டுகளுக்கு நாம் கற்பனை செய்வதைப் போலவே செயல்படுகின்றனஃ அவை ஆக்சுவேட்டர்களாக செயல்படும் மூலக்கூறு மோட்டார் புரதங்களை இயக்குவதற்கு அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களிலிருந்து இரசாயன ஆற்றலை அறுவடை செய்கின்றன, அவை அயனி சேனல்கள் மற்றும் மைக்ரோட்யூபுலர் நெட்வொர்க்குகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த திறன்கள் அனைத்தும் நுண்ணுயிரிகள் செழித்து வளரவும், அவற்றின் குறிக்கோள் மற்றும் செயல்பாட்டைத் தொடரவும் அனுமதிக்கின்றன. கொள்கையளவில், இந்த திறன்கள் தெரானோஸ்டிக்ஸ், நோயறிதல் மற்றும் சிகிச்சையின் கலவை போன்ற புதுமையான செயல்பாடுகளுக்கு உயிரியல் மைக்ரோரோபோட்டுகளாக தகுதி பெறுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, சிகிச்சையுடன் செயல்படுவதன் மூலம் அத்தகைய செயல்பாடுகளை நாம் செயற்கை முறையில் திணிக்க முடிந்தால். மேலும், செயற்கை நீட்டிப்புகள் வெளிப்புற கட்டுப்பாடு மற்றும் மேற்பார்வை வழிமுறைகளுக்கான கைப்பிடிகளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம் அல்லது குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு அதன் செயல்பாடுகளை வழிநடத்தவும் வடிவமைக்கவும் நுண்ணுயிரியின் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம். உண்மையில், பயோஹைப்ரிட் அணுகுமுறையை ஒரு இரட்டை வழியில் கருத்தரிக்க முடியும், ஒரு இன் விவோ மைக்ரோரோபோட்டின் மூன்று அடிப்படை கூறுகளைப் பொறுத்தவரை, அவை இயக்கம், கட்டுப்பாடு மற்றும் செயல்பாடு. இந்த மூன்று பொருட்களையும் உயிரியல் ரீதியாக, அதாவது நுண்ணுயிரிகளால், அல்லது செயற்கை முறையில், அதாவது செயற்கை கூறுகளால் எவ்வாறு உணர முடியும் என்பதை படம் 1 விளக்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு விந்தணு உயிரணுவை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு கலப்பின பயோமைக்ரோமோட்டரை விந்தணுவின் ஃபிளாஜெல்லம் அல்லது இணைக்கப்பட்ட செயற்கை ஹெலிக்கல் ஃபிளாஜெல்லம் மூலம் இயக்க முடியும். இது அதன் சுற்றுப்புறங்கள் மற்றும் பிற உயிரணுக்களுடன் உயிரியல் தொடர்புகள் மூலம் தன்னியக்கமாக தன்னை நோக்கலாம் அல்லது செயற்கை சென்சார்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்கள் மூலம் வெளிப்புறமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்டு மேற்பார்வையிடப்படலாம். இறுதியாக, இது ஒரு உயிரியல் செயல்பாட்டை மேற்கொள்ள முடியும், ஒரு முட்டை உயிரணுவை கருவுறச் செய்வதற்கான அதன் உள்ளார்ந்த திறன் அல்லது செயற்கை மருந்துகள் அல்லது டி. என். ஏ திசையன்களை வழங்குவது போன்ற செயற்கை முறையில் திணிக்கப்பட்ட செயல்பாடு. ஒரு பயோஹைப்ரிட் சாதனம் ஒரு குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டை மேற்கொள்வதற்காக அத்தகைய உயிரியல் மற்றும் செயற்கை கூறுகளின் சாத்தியமான கலவையை பயன்படுத்தலாம். மைக்ரோவிம்மர் வழிசெலுத்தலுக்கான உகந்த பாதையை வழிசெலுத்தல் ஹைட்ரோடினமிக்ஸ் தீர்மானிக்க முடியும், ஒரு விமானம் அல்லது சந்திர லேண்டர் போன்ற ஒரு மேக்ரோஸ்கோபிக் முகவரை எவ்வாறு வழிநடத்துவது என்ற நன்கு ஆராயப்பட்ட சிக்கலுடன் ஒப்பிடும்போது, ஒரு இலக்கை உகந்த முறையில் அடைய, மைக்ரோவிம்மர்களுக்கான உகந்த வழிசெலுத்தல் உத்திகள் சுவர்கள் மற்றும் தடைகளுடன் ஹைட்ரோடினமிக் தொடர்புகளை அனுபவிக்கின்றன. மேலும், மைக்ரோவிம்மர்களின் இடைநீக்கங்களில் ஹைட்ரோடினமிக் தொடர்புகள் சிக்கலான நடத்தையை உருவாக்குகின்றன. ஒரு இலக்கை உகந்த முறையில் அடைவதற்கு எவ்வாறு வழிநடத்துவது அல்லது வழிநடத்துவது என்பதற்கான தேடல் முக்கியமானது, எ. கா., விமானங்கள் தொலைதூர இலக்கை நோக்கிச் செல்லும் வழியில் சிக்கலான காற்று வடிவங்களை எதிர்கொள்ளும்போது எரிபொருளைச் சேமிக்க அல்லது ஒரு விண்வெளி-முகவரின் பகுதிகளின் இயக்கத்தின் ஒருங்கிணைப்புக்கு சந்திரனில் பாதுகாப்பாக தரையிறங்க. இந்த பாரம்பரிய சிக்கல்கள் நன்கு ஆராயப்பட்டு பொதுவாக உகந்த கட்டுப்பாட்டுக் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி தீர்க்கப்படுகின்றன. அதேபோல், உணவுக்காக விலங்குகளை மேய்ப்பது அல்லது நோயெதிர்ப்பு சக்தியை அதிகரிப்பதற்கான இலக்குகளைத் தேடும் டி செல்கள் உள்ளிட்ட ஏராளமான உயிரியல் அமைப்புகளில் வழிசெலுத்தல் மற்றும் தேடல் உத்திகள் அடிக்கடி எதிர்கொள்ளப்படுகின்றன. உகந்த வழிசெலுத்தல் சிக்கல்கள் மற்றும் மைக்ரோவிம்மர்கள் மற்றும் "உலர்ந்த" செயலில் உள்ள பிரவுனியன் துகள்களின் தேடல் உத்திகளில் ஆர்வம் அதிகரித்து வருகிறது, ஒரு மைக்ரோவிம்மரின் உகந்த பாதை தொடர்பான பொதுவான சிக்கல், இது சுதந்திரமாக வழிநடத்த முடியும், ஆனால் ஒரு முன் வரையறுக்கப்பட்ட இலக்கை (பாயிண்ட்-டு-பாயிண்ட் வழிசெலுத்தல்) நோக்கி அதன் வேகத்தை கட்டுப்படுத்த முடியாது, இதை "உகந்த மைக்ரோவிம்மர் வழிசெலுத்தல் சிக்கல்" என்று குறிப்பிடலாம். உகந்த மைக்ரோஸ்விம்மர் வழிசெலுத்தல் சிக்கல் மற்றும் விமானங்கள், கப்பல் கப்பல்கள் அல்லது நிலவு-லேண்டர்கள் போன்ற மேக்ரோ ஏஜென்ட்களுக்கான வழக்கமான உகந்த கட்டுப்பாட்டு சிக்கல்களுக்கு இடையிலான சிறப்பியல்பு வேறுபாடுகள் முந்தைய சிக்கலில் மட்டுமே குறைந்த-ரெய்னோல்ட்ஸ்-எண் கரைப்பான் முன்னிலையில் வேரூன்றுகின்றன. அவை (i) மிகைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கவியல், (ii) வெப்ப ஏற்ற இறக்கங்கள், மற்றும் (iii) இடைமுகங்கள், சுவர்கள் மற்றும் தடைகள் ஆகியவற்றுடன் நீண்ட தூர திரவ-மத்தியஸ்த ஹைட்ரோடினமிக் தொடர்புகளை உள்ளடக்கியது, இவை அனைத்தும் மைக்ரோஸ்விம்மர்களின் சிறப்பியல்புகளாகும். குறிப்பாக, மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் அனுபவிக்கும் பழமைவாத ஹைட்ரோடினமிக் சக்திகள் பழமைவாத ஈர்ப்பு விசைகளை விட ஒரு தனித்துவமான வழிசெலுத்தல் மூலோபாயத்திற்கு அழைப்பு விடுகின்றன, எ. கா. விண்வெளி வாகனங்களில். சமீபத்திய ஆய்வுகள் உலர் செயலில் உள்ள துகள்களின் (மற்றும் வெளிப்புற ஓட்ட புலங்களில் உள்ள துகள்கள்) உகந்த வழிசெலுத்தல் சிக்கல்களை ஆராய்ந்துள்ளன, அவை (i) மற்றும் ஓரளவு (ii) ஆகும். குறிப்பாக சமீபத்திய ஆராய்ச்சி ஒரு இலக்கு நிலையை நோக்கி உகந்த முறையில் செல்ல செயலில் உள்ள துகள்களின் உகந்த திசைமாற்றி உத்திகளை தீர்மானிப்பது அல்லது ஸ்மார்ட் ஈர்ப்பு விசையைக் கற்றுக்கொள்வதன் மூலம் சில ஓட்ட கட்டமைப்புகளில் சிக்கிக் கொள்வதைத் தவிர்ப்பதற்காக வெளிப்புற ஓட்ட புலங்களை சுரண்டுவது போன்ற வலுவூட்டல் கற்றலைப் பயன்படுத்துவதில் முன்னோடியாக உள்ளது. ஆழமான வலுவூட்டல் கற்றல் மேஸ்கள் மற்றும் தடை வரிசைகளில் மைக்ரோஸ்விம்மர் வழிசெலுத்தல் சிக்கல்களை ஆராய பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது உலகளாவிய அல்லது உள்ளூர் சூழலைப் பற்றிய அறிவை மட்டுமே கருதுகிறது. உகந்த செயலில் உள்ள துகள் வழிசெலுத்தலுக்கான பகுப்பாய்வு அணுகுமுறைகள் இந்த வேலைகளை பூர்த்தி செய்கின்றன மற்றும் இயந்திரம் கற்ற முடிவுகளை சோதிக்க அனுமதிக்கின்றன. பயன்பாடுகள் பொதுவாக நுண் தொழில்நுட்பம் மற்றும் நானோ தொழில்நுட்பத்தைப் போலவே, மைக்ரோஸ்விம்மர் பயன்பாடுகளின் வரலாறும் ரிச்சர்ட் ஃபேய்ன்மேனின் புகழ்பெற்ற சொற்பொழிவுடன் தொடங்குகிறது. தொலைநோக்கு பார்வை கொண்ட உரையில், மற்ற தலைப்புகளுடன், ஃபைன்மேன் நுண்ணோக்கி அறுவை சிகிச்சை நிபுணர்களின் யோசனையை உரையாற்றினார்ஃ "நீங்கள் அறுவை சிகிச்சை நிபுணரை விழுங்க முடிந்தால் அது அறுவை சிகிச்சையில் சுவாரஸ்யமாக இருக்கும். நீங்கள் இயந்திர அறுவைசிகிச்சை நிபுணரை இரத்த நாளத்திற்குள் வைக்கிறீர்கள், அது இதயத்திற்குள் சென்று சுற்றி வருகிறது (நிச்சயமாக தகவல்களை வழங்க வேண்டும்). அது எந்த வால்வு தவறானது என்பதைக் கண்டுபிடித்து, ஒரு சிறிய கத்தியை எடுத்து அதை வெட்டுகிறது. போதுமான அளவு செயல்படாத சில உறுப்புகளுக்கு உதவுவதற்காக மற்ற சிறிய இயந்திரங்கள் உடலில் நிரந்தரமாக இணைக்கப்படலாம் ". ஒருவர் விழுங்கக்கூடிய அறுவை சிகிச்சை நிபுணர் என்ற கருத்து விரைவில் அறிவியல் புனைகதை திரைப்படமான ஃபெண்டாஸ்டிக் வோயேஜ் மற்றும் ஐசக் அஸிமோவின் எழுத்துக்களில் வழங்கப்பட்டது. ஒரு சில தசாப்தங்களுக்குப் பிறகு, மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் உண்மையான மைக்ரோஸ்கேல் அறுவை சிகிச்சை நிபுணர்களாக மாறுவதை நோக்கமாகக் கொண்ட ஒரு சுவாரஸ்யமான அறிவியல்-புனைகதை கருத்திலிருந்து உலகெங்கிலும் உள்ள பல ஆராய்ச்சி ஆய்வகங்களில் ஆராயப்பட்ட ஒரு யதார்த்தமாக உருவானது, ஏற்கனவே 2009 இல் மெட்டின் சிட்டியால் முன்னிலைப்படுத்தப்பட்டது. குறைந்த ரெனால்ட்ஸ் எண் சூழலில் சுயமாக இயக்கக்கூடிய இந்த செயலில் உள்ள முகவர்கள் நானோ மருத்துவத்தின் எதிர்காலத்தில் முக்கிய பங்கு வகிக்கக்கூடும், இது 2016 ஆம் ஆண்டில் யுவல் நோவா ஹராரியால் ஹோமோ டீஸ்ஃ நாளைய சுருக்கமான வரலாறு என்ற புத்தகத்தில் பிரபலப்படுத்தப்பட்டது. குறிப்பாக, மரபணுக்கள் அல்லது மருந்துகள் மற்றும் பிற சரக்குகளை ஒரு குறிப்பிட்ட இலக்குக்கு (எ. கா. ஒரு புற்றுநோய் செல்) நமது இரத்த நாளங்கள் வழியாக, குறிக்கோளைத் தவிர்ப்பதற்கான ஒரு நல்ல, அல்லது உகந்த, பாதையைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டும், எ. கா., தடைகள் மற்றும் துரதிர்ஷ்டவசமான ஓட்ட புலப் பகுதிகள். ஏற்கனவே 2010 இல், நெல்சன் மற்றும் பலர். குறைந்தபட்ச ஆக்கிரமிப்பு மருத்துவத்தில் மைக்ரோரோபோட்டுகளின் தற்போதைய மற்றும் கற்பனை செய்யப்பட்ட பயன்பாடுகளை மதிப்பாய்வு செய்தது. அப்போதிருந்து, இந்தத் துறை வளர்ந்துள்ளது, மேலும் மைக்ரோவிம்மர்கள் பயோமெடிக்கல் பயன்பாடுகளுக்கு அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன என்பது தெளிவாகியுள்ளது. ஏற்கனவே, வடிவமைக்கப்பட்ட மைக்ரோஸ்விம்மர்களைப் பயன்படுத்தி பல சுவாரஸ்யமான பணிகளை இன் விட்ரோவில் செய்ய முடியும். இருப்பினும், 2020 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, மைக்ரோஸ்விம்மர்கள் பல மருத்துவ பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு சாத்தியமான விருப்பமாக மாறுவதற்கு முன்பு, இன் விவோ கட்டுப்பாடு, உயிரியல் இணக்கம் மற்றும் நீண்ட கால உயிர் பாதுகாப்பு தொடர்பான பல சவால்களை சமாளிக்க வேண்டும். பயோமெடிக்கல் பயன்பாடுகளின் வகைப்பாட்டின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் கீழே இடதுபுறத்தில் உள்ள வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. மருந்து விநியோகம் மற்றும் பிற உயிரியல் மருத்துவ பயன்பாடுகளில் சரக்கு போக்குவரத்துக்கு மைக்ரோஸ்விம்மர்களைப் பயன்படுத்துவது, அத்துடன் உதவி கருத்தரித்தல், உணர்தல், மைக்ரோமேனிபுலேஷன் மற்றும் இமேஜிங் ஆகியவை இதில் அடங்கும். மிகவும் சிக்கலான மைக்ரோஸ்விம்மர்களில் சில பல பிரிவுகளாக பொருந்துகின்றன, ஏனெனில் அவை ஒரே நேரத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, எ. கா., உணர்தல் மற்றும் மருந்து விநியோகம். மருத்துவ தலையீட்டு திறன்களுடன் விவோவில் செயல்பட ஒரு இணைக்கப்படாத நுண்ணோக்கி மொபைல் இயந்திரம் அல்லது மைக்ரோரோபோட்டின் வடிவமைப்பு ஒரு ஒருங்கிணைந்த அணுகுமுறையை எடுத்துக் கொள்ள வேண்டும், அங்கு வடிவமைப்பு 3D உடல் வடிவம், பொருள் கலவை, உற்பத்தி நுட்பம், வரிசைப்படுத்தல் மூலோபாயம், செயல்பாடு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு முறைகள், இமேஜிங் முறை, உயிரியல் தடைகளை ஊடுருவல், மற்றும் பரிந்துரைக்கப்பட்ட மருத்துவ பணிகளை நிறைவேற்றுவது ஆகியவை மேலே உள்ள வலதுபுறத்தில் உள்ள வரைபடத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த அத்தியாவசிய அம்சங்கள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு சிறப்பு வடிவமைப்புக் கருத்தைக் கொண்டுள்ளன, அவை மைக்ரோரோபோட்டின் இயற்பியல் வடிவமைப்பில் பிரதிபலிக்க வேண்டும். பயோஇன்ஸ்பிரேஷன் பயோ-இன்ஸ்பிரேட்டட் ரோபாட்டிக்ஸ் பயோ-இன்ஸ்பிரேட்டட் இன்ஜினியரிங் கிரே கூ ரோபோடிக் விந்து மென்மையான ரோபாட்டிக்ஸ் ஸ்க்விர்மர் குறிப்புகள்