Η ταινία «Φανταστικό Ταξίδι», η ιστορία μιας ομάδας γιατρών που έχουν σμικρυνθεί μαζί με το υποβρύχιό τους και ταξιδεύουν μέσα στο σώμα ενός ασθενή, ήταν καθαρή επιστημονική φαντασία, όταν κυκλοφόρησε το 1966. Είκοσι χρόνια μετά, οι επιστήμονες είχαν ήδη αρχίσει να κατασκευάζουν πρωτότυπα ρομπότ σε μέγεθος χαπιού, που θα μπορούσαν να ταξιδέψουν (μη επανδρωμένα βεβαίως...) μέσα στο γαστρεντερικό σύστημα, δίνοντας πολύτιμες πληροφορίες στο γιατρό που τα παρακολουθεί.

Η πρώτη χρήση τέτοιου ρομποτικού χαπιού έγινε το 2000 και από τότε οι γιατροί χρησιμοποιούν τις μικροσκοπικές κάψουλες, για να επισκεφτούν in vivo σημεία του ανθρώπινου σώματος, όπως το εσωτερικό του λεπτού εντέρου, που αλλιώς θα ήταν δύσκολο να προσεγγίσουν δίχως εγχείρηση. Μια πλευρά της παλιάς ταινίας που παρέμενε μέχρι πρότινος επιστημονική φαντασία ήταν η δυνατότητα ελέγχου, ελιγμών και αυτοκίνησης των ρομποτικών χαπιών, έτσι ώστε να «κολυμπήσουν» προς έναν όγκο για να πάρουν δείγμα για βιοψία, ή ακόμα και να εφαρμόσουν θεραπευτική αγωγή απευθείας πάνω σε ένα έλκος. Ομως τα τελευταία χρόνια, έχει γίνει σημαντική πρόοδος για να μετατραπεί η παθητική κάμερα - χάπι σε πραγματικό, ενεργό μικροσκοπικό ρομπότ. Τα πιο εξελιγμένα πρωτότυπα που τώρα δοκιμάζονται σε ζώα, διαθέτουν πόδια, έλικες, εξεζητημένους οπτικούς φακούς και ασύρματα συστήματα ελέγχου.

Η χρήση των ρομποτικών καμερών για την εξέταση του πεπτικού συστήματος των ασθενών είναι γνωστή και ως ενδοσκόπηση κάψουλας και αποτελεί σήμερα μάλλον ρουτίνα στην ιατρική (τουλάχιστον στις χώρες που είναι προς την κορυφή της ιμπεριαλιστικής πυραμίδας). Αλλά το παθητικό πέρασμα της μικροσκοπικής κάμερας από τη γαστρεντερική οδό οδηγεί σε πολλές λαθεμένες αρνητικές διαγνώσεις, αφού προσπερνά πολλές προβληματικές περιοχές, χωρίς ο γιατρός να μπορεί να την οδηγήσει εκεί που θέλει και να τη σταματήσει για ένα χρονικό διάστημα, ώστε να παρατηρήσει τις περιοχές αυτές.

Για να γίνουν οι κάψουλες ενδοσκόπησης πιο αποτελεσματικές χρειάζονται κινητά εξαρτήματα κάποιου είδους που θα μπορούν να προωθούν κατά βούληση το μικρορομπότ και ενδεχομένως να του επιτρέπουν να επενεργεί πάνω στους ιστούς που έχουν πρόβλημα. Ο χειρισμός τέτοιων ρομποτικών χαπιών απαιτεί όχι μόνο ασύρματη μετάδοση των εικόνων, αλλά και αμφίδρομη επικοινωνία για τη μεταφορά εντολών προς το ρομπότ και τηλεμετρικών δεδομένων προς τις εξωτερικές συσκευές ελέγχου. Τα απαραίτητα εξαρτήματα απαιτούν βεβαίως και αρκετή ενέργεια, ώστε να λειτουργήσουν επί περίπου 12 ώρες, όσο δηλαδή διαρκεί το ταξίδι της κάψουλας μέσα στη γαστρεντερική οδό. Επιπλέον, πρέπει όλα τα εξαρτήματα του μικρορομπότ να χωρέσουν σε ένας κέλυφος όγκου μόλις 2 κυβικών εκατοστών!

Μια θεμελιώδης προσέγγιση στη λύση αυτού του σύνθετου τεχνολογικού προβλήματος είναι η χρήση πτερυγίων, ποδιών, ελίκων κ.ά. ανάλογων εξαρτημάτων, που με τη βοήθεια μικροσκοπικών κινητήρων μπορούν να προωθήσουν τη ρομποτική κάψουλα και σε ορισμένες περιπτώσεις να παραμερίσουν και τον ιστό που εμποδίζει την πορεία τους (π.χ. τμήμα του λεπτού εντέρου που έχει καταρρεύσει). Ειδικά γι' αυτό, οι μικροκινητήρες πρέπει να έχουν μεγάλη ροπή, αφού η δύναμη που πρέπει να ασκήσουν ισοδυναμεί με το δεκαπλάσιο ή το εικοσαπλάσιο του βάρους ολόκληρης της κάψουλας. Βεβαίως, αυτή η λειτουργία απαιτεί και μεγάλη ποσότητα ενέργειας, που αδειάζει γρήγορα τη μπαταρία του μικρορομπότ.

Για να εξοικονομηθεί ενέργεια ίσως αποδειχτεί καλύτερο η μπαταρία να χρησιμοποιείται μόνο για την προώθηση της κάψουλας. Αν ο ασθενής πιει μισό λίτρο νερό πριν την εξέταση, το στομάχι θα διασταλεί για τουλάχιστον 20 λεπτά, πριν το υγρό πάει προς το λεπτό έντερο, χρόνος αρκετό για να κολυμπήσει η μικροκάψουλα προς τα ενδεχόμενα έλκη του στομάχου.

Τα προβλήματα σε σχέση με την απαιτούμενη ενέργεια και ο όγκος των εξαρτημάτων που χρειάζεται για τη μετακίνηση ιστών, οδήγησαν στη δεύτερη θεμελιώδη προσέγγιση για τον απομακρυσμένο έλεγχο της κίνησης των καψουλών. Σύμφωνα με αυτήν, η κάψουλα περιστρέφεται και προχωρεί ακολουθώντας την περιστροφή και την πορεία ισχυρού εξωτερικού μαγνήτη. Ομως, στις απότομες στροφές του εντέρου η κάψουλα μπορεί να απομακρυνθεί πολύ από τον μαγνήτη, με αποτέλεσμα να χαθεί ο έλεγχός της και σε πολλές περιπτώσεις να μην ανακτηθεί ποτέ μέχρι την έξοδό της.

Τώρα, ορισμένοι ερευνητές δοκιμάζουν υβριδικά μοντέλα ρομποτικών χαπιών, όπου η μαγνητική μετακίνηση εξασφαλίζει τη χονδρική τοποθέτηση της κάψουλας, ενώ διάφορες μορφές ποδιών εξασφαλίζουν την ακριβή τοποθέτησή της στο κατάλληλο σημείο. Τα πόδια παραμένουν κλειστά στο μεγαλύτερο μέρος της διαδρομής και απλώνονται μόνο όταν χρειαστούν οι τελικές μικρορυθμίσεις, ή χρειαστεί να παραμεριστεί κάποιο εμπόδιο. Παρ' όλ' αυτά, βιοψίες και άλλες χειρουργικές διαδικασίες είναι αδύνατο να γίνουν από ένα μικρορομπότ δύο κυβικών εκατοστών. Θα μπορούσαν όμως να γίνουν από ένα μεγαλύτερο ρομπότ, αν μπορούσε αυτό να βρεθεί με κάποιο τρόπο στο κατάλληλο μέρος.

Η τελευταία λέξη της πειραματικής ενδοσκόπησης κάψουλας είναι ένα μεγάλο σύνθετο ρομπότ, που σχηματίζεται μέσα στο στομάχι από 10 έως 15 μικροκάψουλες, τις οποίες καταπίνει μία μία ο ασθενής μαζί με αρκετό νερό. Οι κάψουλες αυτοσυναρμολογούνται σχηματίζοντας ένα ρομπότ που ο χειρουργός μπορεί να ελέγξει ασύρματα για να πραγματοποιήσει εγχείρηση στο εσωτερικό του στομάχου, χωρίς να κάνει καμιά τομή στο σώμα του ασθενούς! Οταν η εγχείρηση τελειώσει, οι κάψουλες αποσυνδέονται και εξέρχονται μία μία από τη γαστρεντερική οδό.