Microswimmer
مائکروسوائمر ایک خوردبین شے ہے جس میں سیال ماحول میں حرکت کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ قدرتی مائکرو ومرز قدرتی دنیا میں ہر جگہ حیاتیاتی مائکروجنزموں کے طور پر پائے جاتے ہیں، جیسے بیکٹیریا، آرکیا، پروٹسٹ، سپرم اور مائکرو اینیمل۔ ملینیم کے اختتام کے بعد سے مصنوعی اور بائیو ہائبرڈ مائکروومرز کی تیاری میں دلچسپی بڑھ رہی ہے۔ اگرچہ ان کے ابھرنے کو صرف دو دہائیاں گزر چکی ہیں، لیکن انہوں نے پہلے ہی مختلف بائیو میڈیکل اور ماحولیاتی ایپلی کیشنز کے لیے وعدہ ظاہر کر دیا ہے۔ میدان کی حالیہ نوعیت کو دیکھتے ہوئے، خوردبین اشیاء کے ناموں کے لیے ادب میں ابھی تک کوئی اتفاق رائے نہیں ہے جو اس مضمون میں "مائکروسوائمرز" کے طور پر حوالہ دیا گیا ہے۔ بہت سے متبادل ناموں میں ایسی اشیاء ادب میں دی گئی ہیں، مائکروسوائمرز، مائیکرو/نینوروبوٹس اور مائیکرو/نینو موٹورز ممکنہ طور پر سب سے زیادہ کثرت سے پائے جاتے ہیں۔ دیگر عام اصطلاحات زیادہ وضاحتی ہو سکتی ہیں، بشمول آبجیکٹ کی شکل کے بارے میں معلومات، مثال کے طور پر مائیکرو ٹیوب یا مائیکرو ہیلکس، اس کے اجزاء، مثال کے طور پر بائیو ہائبرڈ، سپرم بوٹ، بیکٹیریا بوٹ، یا مائیکرو بائیو روبوٹ، یا طرز عمل، مثال کے طور پر مائیکرو راکٹ، مائیکرو بلیٹ، مائیکرو ٹول یا مائیکرو رولر۔ محققین نے اپنے مخصوص مائکروسوائمرز کا نام بھی رکھا ہے جیسے میڈی بوٹس، ہیئر بوٹس، آئی مش بوٹس، آئرن اسپرم، ٹی بوٹس، بائیو بوٹس، ٹی بڈ بوٹس، یا ایم او ایف بی اوٹس۔ پس منظر 1828 میں، برطانوی ماہر حیاتیات رابرٹ براؤن نے پانی میں جرگ کی مسلسل ہلتی حرکت کو دریافت کیا اور اپنے مضمون "اے بریف اکاؤنٹ آف مائکروسکوپیکل آبزرویشنز" میں اپنی دریافت کو بیان کیا، جس کی وجہ سے اس حرکت کی ابتدا کے بارے میں وسیع سائنسی بحث ہوئی۔ یہ مخمصے کو 1905 میں ہی حل کیا گیا تھا، جب البرٹ آئن سٹائن نے اپنا مشہور مضمون über die von der molekularkinetishen Theorie der Wárme geforderte Bewegung von in ruhenden Flussigkeiten معطلی Teilchen شائع کیا۔ آئن سٹائن نے نہ صرف خاموش مائعوں میں معطل ذرات کے پھیلاؤ کا اندازہ لگایا، بلکہ یہ بھی تجویز کیا کہ ان نتائج کو ذرہ سائز کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے-ایک لحاظ سے، وہ دنیا کے پہلے مائکرو تھیولوجسٹ تھے۔ جب سے نیوٹن نے اپنی حرکت کی مساوات قائم کی ہیں، مائیکرو اسکیل پر حرکت کا اسرار سائنسی تاریخ میں اکثر سامنے آیا ہے، جیسا کہ مشہور طور پر چند مضامین سے ظاہر ہوتا ہے جن پر مختصر بحث کی جانی چاہیے۔ سب سے پہلے، ایک لازمی تصور، جسے اوسبورن رینالڈز نے مقبول کیا، یہ ہے کہ سیال کی حرکت کے لیے جمود اور چپچپا پن کی نسبتا اہمیت زیر غور نظام کی کچھ تفصیلات پر منحصر ہے۔ رینالڈز نمبر، جسے ان کے اعزاز میں نامزد کیا گیا ہے، اس موازنہ کو خصوصیت کی جمود اور چپچپا قوتوں کے طول و عرض کے تناسب کے طور پر بیان کرتا ہے: یہاں، سیال کی کثافت کی نمائندگی کرتا ہے ؛ نظام کی ایک خصوصیت کی رفتار ہے (مثال کے طور پر، تیراکی کے ذرہ کی رفتار) ؛ ایک خصوصیت لمبائی کا پیمانہ ہے (مثال کے طور پر، تیراک کا سائز) ؛ اور سیال کی چپچپا پن ہے۔ معطل ہونے والے سیال کو پانی سمجھتے ہوئے، اور تجرباتی طور پر مشاہدہ شدہ اقدار کا استعمال کرتے ہوئے، اس بات کا تعین کیا جا سکتا ہے کہ جمود مچھلی (= 100) جیسے میکروسکوپک تیراکوں کے لیے اہم ہے، جبکہ چپچپا بیکٹیریا (= 10−4) جیسے مائیکرو اسکیل تیراکوں کی حرکت پر حاوی ہے۔ مائکرو میٹر پیمانے پر تیراکی کے لیے چپچپا پن کی زبردست اہمیت تیراکی کی حکمت عملی کے لیے گہرے اثرات رکھتی ہے۔ اس پر ای۔ ایم۔ پرسیل نے یادگار بحث کی ہے، جس نے قارئین کو خرد حیاتیات کی دنیا میں مدعو کیا اور نظریاتی طور پر ان کی حرکت کے حالات کا مطالعہ کیا۔ سب سے پہلے، بڑے پیمانے کے تیراکوں کی پروپلشن حکمت عملیوں میں اکثر وقتا فوقتا مجرد واقعات میں آس پاس کے سیال کو رفتار فراہم کرنا شامل ہوتا ہے، جیسے کہ بھنور کا گرنا، اور ان واقعات کے درمیان جمود کے ذریعے ساحل بنانا۔ یہ بیکٹیریا جیسے مائکرو اسکیل تیراکوں کے لیے مؤثر نہیں ہو سکتا: بڑے چپچپا ڈمپنگ کی وجہ سے، مائکرون سائز کی شے کا انٹریئل کوسٹنگ ٹائم 1 مائیکرو ایس کی ترتیب پر ہوتا ہے۔ ایک عام رفتار سے حرکت کرنے والے مائکروجنزم کا ساحلی فاصلہ تقریبا 0.1 اینگسٹروم (Å) ہوتا ہے۔ پرسیل نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ صرف وہی قوتیں جو موجودہ لمحے میں مائکرو اسکیل باڈی پر لگائی جاتی ہیں اس کے پروپلشن میں حصہ ڈالتی ہیں، اس لیے ایک مستقل توانائی کے تبادلے کا طریقہ ضروری ہے۔ مائکروجنزموں نے مسلسل توانائی کی پیداوار کے لیے اپنے میٹابولزم کو بہتر بنایا ہے، جبکہ خالص مصنوعی مائکروسویمرز (مائکرو روبوٹس) کو ماحول سے توانائی حاصل کرنی چاہیے، کیونکہ ان کی آن بورڈ اسٹوریج کی صلاحیت بہت محدود ہے۔ توانائی کی مسلسل کھپت کے مزید نتیجے کے طور پر، حیاتیاتی اور مصنوعی مائکروومرز توازن شماریاتی طبیعیات کے قوانین کی پابندی نہیں کرتے ہیں، اور انہیں غیر توازن حرکیات کے ذریعے بیان کرنے کی ضرورت ہے۔ ریاضیاتی طور پر، پرسیل نے نیویئر-اسٹوکس مساوات کو لے کر اور انٹریئل اصطلاحات کو ختم کرکے کم رینالڈز نمبر کے مضمرات کی کھوج کی: جہاں سیال کی رفتار ہے اور دباؤ کا میلان ہے۔ جیسا کہ پرسیل نے نوٹ کیا، نتیجے میں آنے والی مساوات-اسٹوکس مساوات-میں وقت کا کوئی واضح انحصار نہیں ہے۔ اس کے کچھ اہم نتائج ہیں کہ کس طرح ایک معطل جسم (مثال کے طور پر، ایک جراثیم) وقتا فوقتا میکانی حرکتوں یا شکلوں (مثال کے طور پر، فلیجیم کی) کے ذریعے تیر سکتا ہے۔ سب سے پہلے، مائکروسوائمر اور آس پاس کے سیال کی حرکت کے لیے حرکت کی شرح عملی طور پر غیر متعلقہ ہے: حرکت کی شرح کو تبدیل کرنے سے سیال اور مائکروسوائمر کی رفتار کا پیمانہ بدل جائے گا، لیکن یہ سیال کے بہاؤ کے نمونے کو تبدیل نہیں کرے گا۔ دوسرا، مکینیکل حرکت کی سمت کو الٹنا نظام میں تمام رفتاروں کو آسانی سے الٹ دے گا۔ اسٹوکس مساوات کی یہ خصوصیات تیراکی کی ممکنہ حکمت عملیوں کی حد کو سخت حد تک محدود کرتی ہیں۔ ایک ٹھوس مثال کے طور پر، ایک ریاضیاتی اسکیلپ پر غور کریں جو قبضے سے جڑے دو سخت ٹکڑوں پر مشتمل ہو۔ کیا "سکیلپ" وقتا فوقتا قبضہ کھول کر اور بند کر کے تیر سکتا ہے؟ نہیں: اس بات سے قطع نظر کہ کھولنے اور بند کرنے کا چکر وقت پر کس طرح منحصر ہے، اسکیلپ ہمیشہ سائیکل کے اختتام پر اپنے ابتدائی مقام پر واپس آجائے گا۔ یہاں اس حیرت انگیز اقتباس کی ابتدا ہوئی: "تیز یا سست، یہ بالکل اپنی رفتار کو پیچھے ہٹاتا ہے اور یہ وہیں واپس آ جاتا ہے جہاں سے اس نے شروعات کی تھی۔" اس اسکیلپ تھیوریم کی روشنی میں، پرسیل نے اس بارے میں نقطہ نظر تیار کیے کہ مائیکرو اسکیل پر مصنوعی حرکت کیسے پیدا کی جا سکتی ہے۔ یہ مقالہ جاری سائنسی بحث کو متاثر کرتا رہتا ہے ؛ مثال کے طور پر، میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار انٹیلیجنٹ سسٹمز کے فشر گروپ کے حالیہ کام نے تجرباتی طور پر اس بات کی تصدیق کی ہے کہ اسکیلپ اصول صرف نیوٹنین سیالوں کے لیے درست ہے۔ اقسام مختلف قسم کے مائیکرو ومرز کو مختلف طریقوں سے طاقت اور فعال کیا جاتا ہے۔ انفرادی مائکروومرز کے ساتھ ساتھ مائکروومرز کے جھنڈوں کے لیے تیراکی کی حکمت عملیوں کا برسوں سے جائزہ لیا گیا ہے۔ عام طور پر، مائکروومرز یا تو بیرونی طاقت کے ذرائع پر انحصار کرتے ہیں، جیسا کہ مقناطیسی، آپٹک، یا صوتی کنٹرول کے لیے ہوتا ہے، یا اپنے ارد گرد دستیاب ایندھن کو استعمال کرتے ہیں، جیسا کہ بائیو ہائبرڈ یا اتپریرک مائکروومرز کے معاملے میں ہوتا ہے۔ مقناطیسی اور صوتی حرکت پذیری عام طور پر ان ویو مائکروسوائمر ہیرا پھیری کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے اور اتپریرک مائکروسوائمرز کو خاص طور پر ویو ایندھن میں استعمال کرنے کے لیے تیار کیا جا سکتا ہے۔ حیاتیاتی سیالوں یا ویو میں نظری قوتوں کا استعمال زیادہ مشکل ہے، لیکن اس کے باوجود دلچسپ مثالوں کا مظاہرہ کیا گیا ہے۔ اکثر، محققین فطرت سے تحریک لینے کا انتخاب کرتے ہیں، یا تو پورے مائکروسومر ڈیزائن کے لیے، یا مطلوبہ پروپلشن کی قسم کو حاصل کرنے کے لیے۔ مثال کے طور پر، پہلے بائیو انسپائرڈ مائکروسوائمرز میں سے ایک انسانی سرخ خون کے خلیوں پر مشتمل تھا جس میں بائیوٹن-اسٹریپٹوڈین تعاملات کے ذریعے بندھے ہوئے مقناطیسی ذرات کے تنوں سے بنے فلیگیلم جیسے مصنوعی جزو کے ساتھ ترمیم کی گئی تھی۔ حال ہی میں، کیڑے جیسی سفری لہر کی خصوصیات، کیکڑے کی حرکت، اور بیکٹیریل رن اینڈ ٹمبل موشن سے متاثر بائیومیمیٹک تیراکی کا مظاہرہ شکل کی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا۔ فطرت سے متاثر ایک مختلف نقطہ نظر بائیو ہائبرڈ مائکروسوائمرز کا استعمال ہے۔ یہ ایک زندہ جزو اور ایک مصنوعی جزو پر مشتمل ہوتے ہیں۔ بائیو ہائبرڈ اکثر مختلف حیاتیاتی نظاموں کی مائیکرو اسکیل حرکت سے فائدہ اٹھاتے ہیں اور زندہ جزو کی خصوصیت والے دیگر طرز عمل کا بھی استعمال کر سکتے ہیں۔ مقناطیسی بائیو انسپائرڈ اور بائیو ہائبرڈ مائکروسوائمرز کے لیے، عام ماڈل حیاتیات بیکٹیریا، سپرم سیل اور میگنیٹوٹیکٹک سیل ہیں۔ مقناطیسی قوتوں کے استعمال کے علاوہ، بائیو انسپائرڈ مائکرو ومرز کی حرکت کا بھی مظاہرہ کیا گیا مثال کے طور پر، صوتی محرک یا نظری قوتوں کا استعمال کرتے ہوئے۔ نظری قوتوں سے متعلق ایک اور فطرت سے متاثر طرز عمل فوٹوٹیکسس کا ہے، جس کا استحصال کارگو لے جانے والے مائکروجنزموں، مصنوعی مائکروسویمرز یا بائیو ہائبرڈ مائکروسویمرز کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔ حالیہ جائزے کے متعدد مقالے مائکروسوائمر ایکٹیویشن میں استعمال ہونے والی موجودہ پروپلشن اور کنٹرول حکمت عملیوں کی وضاحت یا موازنہ کرنے پر مرکوز ہیں۔ مقناطیسی ایکچوایشن اکثر ویو گائیڈنگ میں کنٹرول کے لیے شامل کیا جاتا ہے، یہاں تک کہ مائکروومرز کے لیے بھی جو ایک مختلف قسم کے پروپلشن پر انحصار کرتے ہیں۔ 2020 میں، کولیسو اور دیگر۔ بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کے لیے مقناطیسی چھوٹے پیمانے کے روبوٹس کے استعمال کا جائزہ لیا گیا اور اس طرح کے مقاصد کے لیے تیار کردہ مختلف مقناطیسی شعبوں اور ایکٹیویشن سسٹم کے بارے میں تفصیلات فراہم کی گئیں۔ مائکروسوائمرز کی تشکیل کے لیے حکمت عملیوں میں دو فوٹون پولیمرائزیشن تھری ڈی پرنٹنگ، فوٹوولتھگرافی، ٹیمپلیٹ کی مدد سے الیکٹرو ڈیپوزیشن، یا مختلف حکمت عملیوں کا استحصال کرکے کسی زندہ جزو کو کسی بے جان جزو سے جوڑنا شامل ہیں۔ مزید حالیہ نقطہ نظر 4 ڈی پرنٹنگ کا استحصال کرتے ہیں، جو محرک-ذمہ دار مواد کی 3 ڈی پرنٹنگ ہے۔ مزید فعالیت کی اکثر ضرورت ہوتی ہے، یا تو کسی خاص قسم کی حرکت پذیری کو فعال کرنے کے لیے، مثال کے طور پر، مقناطیسی کنٹرول کے لیے دھات کی کوٹنگ یا تھرموپلاسمونک ردعمل، یا درخواست کے حصے کے طور پر، اگر کچھ خصوصیات کی ضرورت ہو مثال کے طور پر، سینسنگ، کارگو ٹرانسپورٹ، ماحول کے ساتھ کنٹرول شدہ تعاملات، یا بائیوڈیگریڈیشن۔ قدرتی مائکروسوائمرز موٹائل سسٹم قدرتی دنیا میں وقت اور لمبائی کے پیمانے پر تیار ہوئے ہیں جو شدت کے کئی آرڈرز پر پھیلے ہوئے ہیں، اور خود کو آگے بڑھانے کے لیے زیادہ سے زیادہ حکمت عملیوں کو حاصل کرنے اور اعلی چپچپا قوتوں اور براؤنین حرکت کے مضمرات پر قابو پانے کے لیے جسمانی اور جسمانی طور پر تیار ہوئے ہیں، جیسا کہ دائیں طرف کے خاکہ میں دکھایا گیا ہے۔ کچھ سب سے چھوٹے معلوم قدرتی متحرک نظام موٹر پروٹین ہیں، یعنی خلیوں میں موجود پروٹین اور پروٹین کمپلیکس جو کیمیائی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرکے مختلف قسم کے جسمانی افعال انجام دیتے ہیں۔ ان موٹر پروٹینوں کو مایوسین، کینیسین یا ڈائنین کے طور پر درجہ بند کیا جاتا ہے۔ میوسن موٹرز پٹھوں کے سکڑنے اور کارگوزنگ ایکٹین تنوں کو پٹریوں کے طور پر منتقل کرنے کے ذمہ دار ہیں۔ دوسری طرف ڈائنین موٹرز اور کینیسن موٹرز خلیے میں پھپھوندی کو منتقل کرنے کے لیے مائکرو ٹیوبلز کا استعمال کرتے ہیں۔ کیمیائی توانائی کو حرکت میں تبدیل کرنے کے لیے یہ پروٹین موٹرز جو طریقہ کار استعمال کرتے ہیں اس کا انحصار اے ٹی پی ہائیڈرولیسس پر ہوتا ہے، جو گلوبولر موٹر ڈومین میں تشکیل میں ترمیم کا باعث بنتا ہے، جس کی وجہ سے ہدایت شدہ حرکت ہوتی ہے۔ موٹر پروٹین کے علاوہ، انزائم، جو روایتی طور پر بائیو کیمیکل عمل میں اپنے اتپریرک افعال کے لیے پہچانے جاتے ہیں، نینو اسکیل مشینوں کے طور پر کام کر سکتے ہیں جو سالماتی طول و عرض پر کیمیائی توانائی کو مکینیکل عمل میں تبدیل کرتے ہیں۔ مختلف انزائموں کا پھیلاؤ (مثال کے طور پر۔ یوریز، اور کیٹلیز)، جسے فلوروسینٹ کوریلیٹیڈ سپیکٹروسکوپی (ایف سی ایس) کے ذریعے ماپا جاتا ہے، سبسٹریٹ پر منحصر انداز میں بڑھتا ہے۔ مزید برآں، جب انزائم جھلی سے جڑے ہوتے ہیں، تو ان کے اتپریرک عمل لپڈ ویسیکل کی حرکت کو بڑھا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ٹرانس میمبرین اڈینوسین 5 '-ٹرائی فاسفیٹیس، میمبرین باؤنڈ ایسڈ فاسفیٹیس، یا یوریز جیسے انزائموں کے ساتھ مربوط لپڈ ویسیکلز انزائمیٹک کاروبار کی شرح سے متعلق بہتر نقل و حرکت کی نمائش کرتے ہیں۔ بیکٹیریا کو بنیادی طور پر دو مختلف گروہوں، گرام مثبت اور گرام منفی بیکٹیریا میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جو ان کے خلیے کے لفافے کے فن تعمیر سے ممتاز ہیں۔ ہر صورت میں خلیے کا لفافہ ایک پیچیدہ کثیر سطحی ڈھانچہ ہوتا ہے جو خلیے کو اس کے ماحول سے بچاتا ہے۔ گرام مثبت بیکٹیریا میں، سائٹوپلاسمک جھلی صرف پیپٹیڈوگلیکن کی موٹی خلیے کی دیوار سے گھرا ہوا ہے۔ اس کے برعکس، گرام منفی بیکٹیریا کا لفافہ زیادہ پیچیدہ ہوتا ہے اور یہ (اندر سے باہر تک) سائٹوپلاسمک جھلی، پیپٹائڈوگلیکن کی ایک پتلی پرت، اور ایک اضافی بیرونی جھلی پر مشتمل ہوتا ہے، جسے لیپوپولیسیکرائڈ پرت بھی کہا جاتا ہے۔ دیگر بیکٹیریل سیل کی سطح کے ڈھانچے غیر منظم نمکین تہوں سے لے کر انتہائی ساختہ کیپسول تک ہوتے ہیں۔ یہ خفیہ پتلے یا چپچپا پولیسیکرائڈز یا پروٹین سے بنائے جاتے ہیں جو خلیوں کو تحفظ فراہم کرتے ہیں اور ماحول کے ساتھ براہ راست رابطے میں ہوتے ہیں۔ ان کے دیگر کام ہوتے ہیں، بشمول ٹھوس سطحوں سے لگاؤ۔ مزید برآں، سطح پر پروٹین کے ضمیمہ موجود ہو سکتے ہیں: فمبریا اور پیلی کی لمبائی اور قطر مختلف ہو سکتے ہیں اور ان کے افعال میں چپکنے اور موڑنے کی حرکت شامل ہے۔ خاص طور پر، آبی ماحول میں رہنے والے مائکروجنزموں کے لیے، لوکوموشن سے مراد تیراکی ہے، اور اس لیے دنیا تیراکی کرنے والے مائکروجنزموں کی مختلف کلاسوں سے بھری ہوئی ہے، جیسے بیکٹیریا، سپرمیٹوزوا، پروٹوزوا، اور طحالب۔ بیکٹیریا فلیجیلا نامی بالوں جیسے تنوں کی گردش کی وجہ سے حرکت کرتے ہیں، جو بیکٹیریا سیل وال پر پروٹین موٹر کمپلیکس میں لنگر انداز ہوتے ہیں۔ شوارز اور دیگر، 2017 پر مبنی درج ذیل جدول میں قدرتی یا حیاتیاتی مائکروسوائمرز کی کچھ مثالیں دی گئی ہیں۔ موجودہ انجینئرنگ کے چیلنجوں میں سے ایک چھوٹی فعال گاڑیاں بنانا ہے جو چھوٹے پیمانے پر پیچیدہ کاموں کو انجام دے سکتی ہیں جو بصورت دیگر ناقابل عمل، غیر موثر، یا روایتی ذرائع سے بالکل ناممکن ہوں گے۔ ان گاڑیوں کو نینو/مائکرو موٹرز یا نینو/مائکرو روبوٹس کہا جاتا ہے، اور انہیں توانائی، کمپیوٹنگ، یا ایک طرف دیگر ایپلی کیشنز کے لیے چھوٹی سالماتی مشینوں اور اس سائز کے پیمانے کے دوسری طرف جامد مائکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹمز (ایم ای ایم ایس) سے بھی ممتاز کیا جانا چاہیے۔ چپ پر الیکٹرانک آلات ہونے کے بجائے، مائکرو موٹرز مائع میڈیم کے ذریعے آزادانہ طور پر حرکت کرنے کے قابل ہوتے ہیں جبکہ بیرونی طور پر یا اندرونی ڈیزائن کے ذریعے چلائے جاتے ہیں، جسے مختلف میکانزم، سب سے اہم اتپریرک رد عمل، مقناطیسی میدان، یا الٹراسونک لہروں کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ سینسنگ، ایکٹیوٹنگ، یا پک اپ اور ڈیلیوری ایپلی کیشنز کی ایک قسم ہے جس کا سائنس دان اس وقت ہدف بنا رہے ہیں، کینسر کے علاج کے لیے مقامی ادویات کو نشانہ بنانا اس کی ایک نمایاں مثال ہے۔ اس طرح کی ایپلی کیشنز کے لیے، ایک مائکرو موٹر کو تین جہتوں میں آزادانہ طور پر حرکت کرنے کے قابل ہونا چاہیے، جو ایک قابل اعتماد میکانزم کے ساتھ مؤثر طریقے سے کنٹرول اور ہدایت شدہ ہو۔ یہ مائکروسوائمرز کے چھوٹے سائز کے پیمانے کا براہ راست نتیجہ ہے کہ ان کا رینالڈز نمبر کم ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ مائکروسوائمرز کے تیرنے کے طریقے کی طبیعیات پر چپچپا ڈریگ فورسز کا غلبہ ہے، یہ ایک ایسا مسئلہ ہے جس پر میدان میں طبیعیات دانوں نے بڑے پیمانے پر بحث کی ہے۔ اس قسم کی تیراکی نے انجینئروں کو چیلنج کیا ہے کیونکہ یہ عام طور پر روزمرہ کی زندگی میں تجربہ نہیں ہوتا ہے، لیکن اس کے باوجود فطرت میں متحرک مائکروجنزموں جیسے سپرم یا بعض بیکٹیریا کے لیے مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ قدرتی طور پر، ان مائکروجنزموں نے شروع ہی سے مصنوعی مائکرو موٹرز بنانے کے لیے تحریک کا کام کیا، کیونکہ وہ ان چیلنجوں سے نمٹنے میں کامیاب رہے جن کا سامنا ایک فعال، خود کفیل مائکروسومر گاڑی کو کرنا پڑتا ہے۔ بائیومیمیٹک نقطہ نظر کے ساتھ، محققین سپرم اور ایسچریچیا کولی بیکٹیریا کی فلیجیلا پر مبنی حرکت کی حکمت عملی کی نقل کرنے کے قابل تھے جو ان کے متعلقہ فلیجیلم کی شکل کو دوبارہ پیش کرتے ہیں اور اسے مقناطیسی شعبوں سے متحرک کرتے ہیں۔ مائکروجنزموں نے تیراکی کی مختلف حکمت عملی کو بروئے کار لاتے ہوئے کم رینالڈز نمبر نظام کے سخت ماحول میں اپنی نقل و حرکت کو ڈھال لیا ہے۔ مثال کے طور پر، ای کولی اپنے ہیلیکل فلیگیلم کو گھما کر حرکت کرتا ہے، کلیمیڈوموناس فلاجیلا میں بریسٹ اسٹروک قسم کی حرکت ہوتی ہے۔ افریقی ٹرائیپانوسوم میں خلیے کے جسم سے منسلک ایک ہیلیکل فلیگیلم ہوتا ہے جس سے ایک طیارہ لہر گزرتی ہے۔ اس قسم کے قدرتی تیراکوں کی تیراکی پر پچھلی نصف صدی سے تحقیق کی جا رہی ہے۔ ان مطالعات کے نتیجے میں، مصنوعی تیراکوں کو بھی تجویز کیا گیا ہے، جیسے ٹیلر شیٹ، پرسیل کے دو انگوٹھے والے تیراک، تین منسلک دائرے والے تیراک، لچکدار دو دائرے والے تیراک اور ایک غیر فعال لچکدار بازو والے تین دائرے، جس نے کم رینالڈز نمبر والے تیراکوں کے بارے میں تفہیم کو مزید بڑھایا ہے۔ مصنوعی تیراک کی تجویز پیش کرنے میں ایک چیلنج اس حقیقت میں مضمر ہے کہ مجوزہ حرکت کا اسٹروک باہمی نہیں ہونا چاہیے بصورت دیگر یہ اسکیلوپ تھیوریم کی وجہ سے خود کو آگے نہیں بڑھا سکتا۔ اسکیلوپ تھیوریم میں، پرسیل نے استدلال کیا تھا کہ ایک انگ یا ایک ڈگری کی آزادی والا تیراک باہمی حرکت انجام دینے کا پابند ہے اور اس طرح وہ اسٹوکس کے دور میں تیرنے کے قابل نہیں ہوگا۔ پرسیل نے اسکیلپ تھیوریم سے فرار ہونے کے دو ممکنہ طریقے تجویز کیے، ایک 'کارکسکرو' حرکت ہے اور دوسرا 'لچکدار چپو' حرکت ہے۔ لچکدار چپو کے تصور کا استعمال کرتے ہوئے، ڈریفس اور دیگر نے ایک مائیکرو تیراک کی اطلاع دی جو پیرا مقناطیسی موتیوں سے بنے ایک پتلی تنت کی لچکدار خاصیت کا استحصال کرتا ہے۔ ٹائم انورژن سمیٹری کو توڑنے کے لیے، لچکدار بازو سے ایک غیر فعال سر منسلک کیا گیا تھا۔ غیر فعال سر لچکدار تیراک کی رفتار کو کم کرتا ہے، سر جتنا بڑا ہوتا ہے، تیراک کی طرف سے تجربہ کردہ ڈریگ فورس زیادہ ہوتی ہے۔ تیراکی کے لیے سر ضروری ہے کیونکہ اس کے بغیر دم ایک باہمی حرکت انجام دیتی ہے اور تیراک کی رفتار صفر ہو جاتی ہے۔ محرکات کا جواب دینے کے لیے دوبارہ تشکیل پذیر مصنوعی یا مصنوعی مائکرو ومرز کو اندرونی فیڈ بیک کی ضرورت ہوتی ہے۔ خود سے چلنے والے مائکرو پارٹیکلز کو اکثر حیاتیاتی مائکرو ومرز کے لیے مصنوعی ماڈل کے طور پر تجویز کیا جاتا ہے، پھر بھی ان میں اپنے حیاتیاتی ہم منصبوں کی اندرونی طور پر منظم موافقت کا فقدان ہے۔ اس کے برعکس، موافقت کو بڑے پیمانے پر سافٹ روبوٹک آلات میں انکوڈ کیا جا سکتا ہے لیکن کولائڈل پیمانے پر منتقل کرنا مشکل ہے۔ متحرک بیکٹیریا کی ہر جگہ موجودگی اور کامیابی کو مختلف ماحول میں خود مختار طور پر ڈھالنے کی ان کی صلاحیت سے مضبوطی سے جوڑا جاتا ہے کیونکہ وہ اندرونی فیڈ بیک میکانزم کے ذریعے اپنی شکل، میٹابولزم اور حرکت پذیری کو دوبارہ ترتیب دے سکتے ہیں۔ اسی طرح کی موافقت کی صلاحیتوں اور خود مختار رویے کے ساتھ مصنوعی مائکرو ومرز کا ادراک کرنا زیادہ سے زیادہ نقل و حمل سے لے کر سینسنگ اور مائکرو روبوٹکس تک کی ٹیکنالوجیز کو کافی حد تک متاثر کر سکتا ہے۔ موافقت پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے، کولائڈل پیمانے پر موجودہ نقطہ نظر زیادہ تر بیرونی فیڈ بیک پر انحصار کرتے ہیں، یا تو پروپلشن کی رفتار اور سمت کے اسپاٹیوٹیمپورل ماڈیولیشن کے ذریعے حرکت کو منظم کرنے کے لیے یا اسی مقناطیسی یا برقی شعبوں کے ذریعے شکل کی تبدیلیوں کو متاثر کرنے کے لیے، جو ذرات کو بھی چلا رہے ہیں۔ اس کے برعکس، ایک اندرونی فیڈ بیک میکانزم کے ساتھ مصنوعی مائکروسوائمرز کو فروغ دینا، جو محرکات کے جواب میں حرکت کو منظم کرتا ہے جو پروپلشن کے منبع سے الگ ہوتے ہیں، ایک مشکل کام ہے۔ اس مقصد کو حاصل کرنے کا ایک امید افزا راستہ ذرہ کی شکل اور حرکت پذیری کے درمیان جوڑے کا فائدہ اٹھانا ہے۔ مختلف پروپلشن ریاستوں کے درمیان موثر تبدیلی، مثال کے طور پر، مختلف جیومیٹری کے سمیٹری توڑنے والے فعال کلسٹرز کے بے ساختہ جمع ہونے سے حاصل کی جا سکتی ہے، حالانکہ اس عمل میں مطلوبہ تعیناتی کنٹرول نہیں ہے۔ اس کے برعکس، مقررہ شکلوں اور کمپوزیشن کے ساتھ کولائیڈل کلسٹرز کو ڈیزائن کرنا حرکت پذیری پر عمدہ کنٹرول فراہم کرتا ہے لیکن موافقت کا فقدان ہے۔ اگرچہ ذیلی ملی میٹر پیمانے پر دوبارہ ترتیب دینے کے قابل روبوٹس پر پیش رفت ہوئی ہے، لیکن ان تصورات کو کولائیڈل سطح تک کم کرنے کے لیے متبادل من گھڑت اور ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے۔ مقامی محرکات کے جواب میں ایک پہلے سے طے شدہ راستے کے ساتھ دوبارہ تشکیل پانے والے شکل بدلنے والے کولائیڈل کلسٹر دونوں خصوصیات کو یکجا کریں گے، جس میں انکولی مصنوعی مائکروسوائمرز کو محسوس کرنے کے وژن کی طرف زیادہ صلاحیت ہوگی۔ بائیو ہائبرڈ مائکروسوائمر نام نہاد بائیو ہائبرڈ مائکروسوائمر کو ایک مائکروسوائمر کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جو حیاتیاتی اور مصنوعی دونوں حصوں پر مشتمل ہوتا ہے، مثال کے طور پر، ایک یا ایک سے زیادہ زندہ مائکروجنزم جو ایک یا مختلف مصنوعی حصوں سے منسلک ہوتے ہیں۔ بائیو ہائبرڈ نقطہ نظر براہ راست زندہ مائکروجنزموں کو ایک فعال مائکروسوائمر کا ایک اہم جزو یا ترمیم شدہ بنیاد کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ ابتدائی طور پر مائکروجنزموں کو مصنوعی آلات کے لیے موٹر اکائیوں کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا، لیکن حالیہ برسوں میں اس کردار کو دیگر فعالیتوں کی طرف بڑھایا اور تبدیل کیا گیا ہے جو ان حیاتیات کی حیاتیاتی صلاحیتوں سے فائدہ اٹھاتے ہیں جو دوسرے خلیوں اور زندہ مادے کے ساتھ تعامل کے ذرائع پر غور کرتے ہیں، خاص طور پر انسانی جسم کے اندر ایپلی کیشنز جیسے منشیات کی ترسیل یا فرٹیلائزیشن کے لیے۔ مائکروجنزموں کا ایک الگ فائدہ یہ ہے کہ وہ قدرتی طور پر حرکت پذیری اور مختلف حیاتیاتی افعال کو ایک آسان چھوٹے پیکیج میں ضم کرتے ہیں، جو خود مختار سینسنگ اور فیصلہ سازی کی صلاحیتوں کے ساتھ مل کر ہوتے ہیں۔ وہ ویوو ماحول میں پیچیدہ طور پر ڈھالنے اور پھلنے پھولنے کے قابل ہوتے ہیں اور اپنے ارد گرد کے ماحول کے ساتھ تعامل پر خود مرمت اور خود جمع ہونے کے قابل ہوتے ہیں۔ اس لحاظ سے، خود کفیل مائکروجنزم قدرتی طور پر اسی طرح کام کرتے ہیں جس کا ہم مصنوعی طور پر بنائے گئے مائکرو روبوٹس کے لیے تصور کرتے ہیں: وہ اپنے ارد گرد سے کیمیائی توانائی حاصل کرتے ہیں تاکہ مالیکیولر موٹر پروٹین کو طاقت دی جا سکے جو ایکچوایٹرز کے طور پر کام کرتے ہیں، وہ آئن چینلز اور مائکرو ٹیوبلر نیٹ ورکس کو انٹرا سیلولر وائرنگ کے طور پر کام کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، وہ کنٹرول الگورتھم کے لیے میموری کے طور پر آر این اے یا ڈی این اے پر انحصار کرتے ہیں، اور وہ اپنے ارد گرد کو سمجھنے اور اس کا اندازہ کرنے کے لیے مختلف جھلی پروٹین کی ایک صف پیش کرتے ہیں۔ یہ تمام صلاحیتیں بیکٹیریا کو پھلنے پھولنے اور اپنے مقصد اور کام کا تعاقب کرنے کے لیے مل کر کام کرتی ہیں۔ اصولی طور پر، یہ صلاحیتیں انہیں تھرا ناسٹکس جیسے نئے آپریشنز کے لیے حیاتیاتی مائکرو روبوٹس کے طور پر بھی اہل بناتی ہیں، تشخیص اور تھراپی کا مجموعہ، اگر ہم اس طرح کے افعال کو مصنوعی طور پر مسلط کرنے کے قابل ہیں، مثال کے طور پر، علاج کے ساتھ فعالیت کے ذریعے۔ مزید برآں، مصنوعی ایکسٹینشنز کو بیرونی کنٹرول اور نگرانی کے طریقہ کار کے لیے ہینڈلز کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے یا مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے اس کے افعال کی رہنمائی اور درزی کے لیے مائکروب کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ در حقیقت، بائیو ہائبرڈ نقطہ نظر کو دوہری انداز میں تصور کیا جا سکتا ہے، ان ویوو مائکرو روبوٹ کے تین بنیادی اجزاء کے حوالے سے، جو حرکت پذیری، کنٹرول اور فعالیت ہیں۔ شکل 1 اس بات کی وضاحت کرتی ہے کہ ان تینوں اجزاء کو یا تو حیاتیاتی طور پر، یعنی مائکروجنزم کے ذریعے، یا مصنوعی طور پر، یعنی مصنوعی جزو کے ذریعے کیسے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، سپرم سیل پر مبنی ایک ہائبرڈ بائیو مائیکرو موٹر کو سپرم کے فلیگیلم یا منسلک مصنوعی ہیلیکل فلیگیلم کے ذریعے چلایا جا سکتا ہے۔ یہ اپنے ارد گرد اور دیگر خلیوں کے ساتھ حیاتیاتی تعاملات کے ذریعے خود مختار طور پر خود مختار ہو سکتا ہے، یا مصنوعی سینسرز اور ایکچوایٹرز کے ذریعے بیرونی طور پر کنٹرول اور نگرانی کی جا سکتی ہے۔ آخر میں، یہ ایک حیاتیاتی فعل انجام دے سکتا ہے، جیسے انڈے کے خلیے کو کھاد دینے کی اس کی موروثی صلاحیت، یا مصنوعی طور پر عائد کردہ فعل، جیسے مصنوعی ادویات یا ڈی این اے ویکٹر کی فراہمی۔ ایک بائیو ہائبرڈ ڈیوائس کسی مخصوص ایپلی کیشن کو انجام دینے کے لیے اس طرح کے حیاتیاتی اور مصنوعی اجزاء کے کسی بھی قابل عمل امتزاج کو تعینات کر سکتا ہے۔ نیویگیشن ہائیڈرو ڈائنامکس مائکروسومر نیویگیشن کے لیے زیادہ سے زیادہ راستے کا تعین کر سکتی ہے۔ کسی ہدف تک بہتر طریقے سے پہنچنے کے لیے ہوائی جہاز یا مون لینڈر جیسے میکروسکوپک ایجنٹ کو چلانے کے طریقے کے اچھی طرح سے دریافت شدہ مسئلے کے مقابلے میں، دیواروں اور رکاوٹوں کے ساتھ ہائیڈرو ڈائنامک تعاملات کا سامنا کرنے والے مائکروسومرز کے لیے زیادہ سے زیادہ نیویگیشن کی حکمت عملی کو بہت کم سمجھا جاتا ہے۔ مزید برآں، مائکروسوائمرز کے معطلی میں ہائیڈروڈائنامک تعاملات پیچیدہ طرز عمل پیدا کرتے ہیں۔ کسی ہدف تک بہتر طریقے سے پہنچنے کے لیے نیویگیشن یا رہنمائی کرنے کا طریقہ تلاش کرنا اہم ہے، مثال کے طور پر، ہوائی جہازوں کے لیے ایندھن بچانے کے لیے جب وہ کسی دور دراز کی منزل کی طرف جاتے ہوئے ہوا کے پیچیدہ نمونوں کا سامنا کرتے ہیں، یا چاند پر محفوظ طریقے سے اترنے کے لیے خلائی ایجنٹ کے حصوں کی حرکت میں ہم آہنگی کے لیے۔ یہ کلاسیکی مسائل اچھی طرح سے دریافت کیے گئے ہیں اور عام طور پر زیادہ سے زیادہ کنٹرول تھیوری کا استعمال کرتے ہوئے حل کیے جاتے ہیں۔ اسی طرح، نیویگیشن اور تلاش کی حکمت عملیوں کا اکثر حیاتیاتی نظاموں کی کثرت میں سامنا کرنا پڑتا ہے، بشمول کھانے کے لیے جانوروں کا چارہ، یا مدافعتی ردعمل کو بڑھانے کے لیے اہداف کی تلاش کرنے والے ٹی خلیات۔ مائکروسوائمرز اور "خشک" فعال براؤنین ذرات کے زیادہ سے زیادہ نیویگیشن کے مسائل اور تلاش کی حکمت عملیوں میں دلچسپی بڑھ رہی ہے، مائکروسوائمر کی زیادہ سے زیادہ رفتار کے بارے میں عمومی مسئلہ جو آزادانہ طور پر چل سکتا ہے لیکن پہلے سے طے شدہ ہدف (پوائنٹ ٹو پوائنٹ نیویگیشن) کی طرف اپنی رفتار کو کنٹرول نہیں کر سکتا ہے اسے "زیادہ سے زیادہ مائکروسوائمر نیویگیشن کا مسئلہ" کہا جا سکتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ مائکروسوائمر نیویگیشن کے مسئلے اور میکرو ایجنٹس جیسے ہوائی جہاز، کروز شپ، یا مون لینڈرز کے لیے روایتی زیادہ سے زیادہ کنٹرول کے مسائل کے درمیان خصوصیت کے فرق صرف سابقہ مسئلے میں کم رینولڈ نمبر والے سالوینٹ کی موجودگی میں جڑ جاتے ہیں۔ ان میں (i) اوور ڈیمپڈ ڈائنامکس، (ii) تھرمل اتار چڑھاؤ، اور (iii) انٹرفیس، دیواروں اور رکاوٹوں کے ساتھ طویل فاصلے تک سیال کی ثالثی والے ہائیڈرو ڈائنامک تعاملات شامل ہیں، یہ سب مائیکرو ومرز کی خصوصیت ہیں۔ خاص طور پر، غیر قدامت پسند ہائیڈروڈائنامک قوتیں جن کا تجربہ مائکرو ومرز کرتے ہیں وہ قدامت پسند کشش ثقل کے مقابلے میں ایک الگ نیویگیشن حکمت عملی کا مطالبہ کرتی ہیں، جیسے۔ خلائی گاڑیاں۔ حالیہ کام نے خشک فعال ذرات (اور بیرونی بہاؤ کے شعبوں میں ذرات) کے زیادہ سے زیادہ نیویگیشن کے مسائل کی کھوج کی ہے جو (i) اور جزوی طور پر (ii) کے لیے بھی ہیں۔ خاص طور پر حالیہ تحقیق نے کمک سیکھنے کے استعمال کا آغاز کیا ہے جیسے کہ فعال ذرات کی زیادہ سے زیادہ اسٹیئرنگ حکمت عملیوں کا تعین کرنا تاکہ ہدف کی پوزیشن کی طرف بہتر طریقے سے نیویگیٹ کیا جا سکے یا بیرونی بہاؤ کے شعبوں کا استحصال کیا جا سکے تاکہ ہوشیار کشش ثقل سیکھ کر بعض بہاؤ کے ڈھانچوں میں پھنس جانے سے بچا جا سکے۔ گہرے کمک سیکھنے کا استعمال ماحول کے عالمی یا صرف مقامی علم کو فرض کرتے ہوئے میز اور رکاوٹ صفوں میں مائکروسومر نیویگیشن کے مسائل کو تلاش کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ زیادہ سے زیادہ فعال ذرہ نیویگیشن کے لیے تجزیاتی نقطہ نظر ان کاموں کی تکمیل کرتے ہیں اور مشین سے سیکھے گئے نتائج کی جانچ کی اجازت دیتے ہیں۔ ایپلی کیشنز جیسا کہ عام طور پر مائکرو ٹیکنالوجی اور نینو ٹیکنالوجی کا معاملہ ہے، مائکروسوائمر ایپلی کیشنز کی تاریخ کا آغاز رچرڈ فین مین کے مشہور لیکچر سے ہوتا ہے۔ بصیرت پر مبنی تقریر میں، دیگر موضوعات کے علاوہ، فین مین نے خوردبین سرجنوں کے خیال سے خطاب کرتے ہوئے کہا: "... اگر آپ سرجن کو نگل سکتے ہیں تو یہ سرجری میں دلچسپ ہوگا۔ آپ مکینیکل سرجن کو خون کی شریانوں کے اندر ڈالتے ہیں اور یہ دل میں جاتا ہے اور ارد گرد دیکھتا ہے (یقینا معلومات کو باہر نکالنا پڑتا ہے)۔ اسے پتہ چلتا ہے کہ کون سا والو ناقص ہے اور ایک چھوٹا سا چاقو لے کر اسے کاٹ دیتا ہے۔ کچھ ناکافی طور پر کام کرنے والے اعضاء کی مدد کے لیے دیگر چھوٹی مشینیں جسم میں مستقل طور پر شامل کی جا سکتی ہیں۔ جس سرجن کو کوئی نگل سکتا ہے اس کا تصور جلد ہی سائنس فکشن فلم فینٹاسٹک وائج اور آئزک امیموف کی تحریروں میں پیش کیا گیا۔ صرف چند دہائیوں کے بعد، حقیقی مائکرو اسکیل سرجن بننے کا ارادہ رکھنے والے مائکروسوائمرز ایک دلچسپ سائنس فکشن تصور سے دنیا بھر کی بہت سی تحقیقی لیبارٹریوں میں دریافت ہونے والی حقیقت میں تبدیل ہوئے، جیسا کہ 2009 میں میٹن سیٹی نے پہلے ہی اجاگر کیا تھا۔ یہ فعال ایجنٹ جو کم رینالڈز نمبر والے ماحول میں خود کو آگے بڑھا سکتے ہیں نینو میڈیسن کے مستقبل میں کلیدی کردار ادا کر سکتے ہیں، جیسا کہ یوول نوح ہراری نے 2016 میں ہومو ڈیوس: کل کی ایک مختصر تاریخ میں مقبول کیا تھا۔ خاص طور پر، وہ جینز یا منشیات اور دیگر سامان کو کسی خاص ہدف تک پہنچانے کے لیے مفید ثابت ہو سکتے ہیں (مثال کے طور پر۔ ایک کینسر سیل) ہماری خون کی وریدوں کے ذریعے، جس میں انہیں ہدف کی طرف ایک اچھا، یا مثالی طور پر بہترین، راستہ تلاش کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، مثال کے طور پر، رکاوٹوں اور بدقسمتی سے بہاؤ کے میدان کے علاقوں سے گریز کرنا۔ پہلے سے ہی 2010 میں، نیلسن اور دیگر۔ کم سے کم حملہ آور ادویات میں مائکرو روبوٹس کی موجودہ اور تصور کردہ ایپلی کیشنز کا جائزہ لیا۔ اس کے بعد سے، میدان میں اضافہ ہوا ہے، اور یہ واضح ہو گیا ہے کہ مائکروسوائمرز میں بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کے لیے بہت زیادہ صلاحیت موجود ہے۔ پہلے سے ہی، بہت سے دلچسپ کاموں کو موزوں مائکروسوائمرز کا استعمال کرتے ہوئے ان وٹرو میں انجام دیا جا سکتا ہے۔ پھر بھی، 2020 تک، ان ویو کنٹرول، بائیو مطابقت اور طویل مدتی بائیو سیفٹی سے متعلق متعدد چیلنجوں پر قابو پانے کی ضرورت ہے اس سے پہلے کہ مائکروسوائمرز بہت سے کلینیکل ایپلی کیشنز کے لیے ایک قابل عمل آپشن بن سکیں۔ بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کی درجہ بندی کی ایک منصوبہ بند نمائندگی نیچے بائیں طرف کے خاکہ میں دکھائی گئی ہے۔ اس میں منشیات کی ترسیل اور دیگر بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز میں کارگو ٹرانسپورٹ کے لیے مائکروسوائمرز کا استعمال شامل ہے، ساتھ ہی اسسٹڈ فرٹیلائزیشن، سینسنگ، مائکرو منیپولیشن اور امیجنگ بھی شامل ہے۔ کچھ زیادہ پیچیدہ مائکروومرز متعدد زمروں میں فٹ ہوتے ہیں، کیونکہ انہیں بیک وقت استعمال کیا جاتا ہے جیسے سینسنگ اور ڈرگ ڈیلیوری۔ طبی مداخلت کی صلاحیتوں کے ساتھ ویو میں کام کرنے کے لیے ایک غیر منسلک خوردبین موبائل مشین یا مائکرو روبوٹ کے ڈیزائن کو ایک مربوط نقطہ نظر اختیار کرنا چاہیے جہاں ڈیزائن تھری ڈی جسم کی شکل، مادی ساخت، مینوفیکچرنگ تکنیک، تعیناتی کی حکمت عملی، ایکٹیویشن اور کنٹرول کے طریقے، امیجنگ کا طریقہ، حیاتیاتی رکاوٹوں کا پھیلاؤ، اور تجویز کردہ طبی کاموں پر عمل درآمد پر مکمل طور پر غور کرنے کی ضرورت ہے، جیسا کہ اوپر دائیں طرف کے خاکہ میں دکھایا گیا ہے۔ ان ضروری پہلوؤں میں سے ہر ایک میں ایک خاص ڈیزائن پر غور کیا جاتا ہے، جس کی عکاسی مائکرو روبوٹ کے فزیکل ڈیزائن میں ہونی چاہیے۔ بائیو انسپریشن بائیو سے متاثر روبوٹکس بائیو سے متاثر انجینئرنگ گرے گو روبوٹک سپرم سافٹ روبوٹکس سکیورمر حوالہ جات بھی دیکھیں۔