محققان امیدوارند با ترکیب ریزربات‌ها و سلول‌های مصنوعی موفق شوند اندام‌ها و بافت‌های موجودات زنده را احیاء کنند. آن‌ها هم‌چنین در حال توسعه یک قلب سایبری هستند که می‌تواند برای بهبود آزمایش ادوات پزشکی استفاده شود.

 دانشگاه پنسیلوانیا در حال حاضر در دو پروژه بنیاد ملی علوم که برای ارتقای سیستم‌های مجازی فیزیکی با کاربردهای پزشکی طراحی شده‌اند، شرکت دارد. سیستم‌های مجازی فیزیکی از تجمیع یکپارچه اجزای فیزیکی و محاسباتی ساخته شده‌اند و به آن وابسته هستند.

یکی از این پروژه‌ها، تیم‌های ریز ربات را با سلول‌های مصنوعی ترکیب می‌کند تا کارهایی را انجام دهند که ممکن است روزی منجر به احیای اندام‌ها و بافت‌ها شوند. پروژه دیگر، یک قلب مجازی را توسعه خواهد داد که مدل مجازی قلب خاص بیمار است که می‌تواند برای ارتقا و شتاب‌دهی آزمایش ادوات پزشکی استفاده شود.

بنیاد ملی علوم با دو کمک 5 ساله به ارزش مجموع 8.75 میلیون دلار از این پروژه‌ها پشتیبانی خواهد کرد. جیم کروس، رییس اداره مهندسی و علوم اطلاعات و رایانه بنیاد ملی علوم در رابطه با این پروژه‌ها این‌گونه توضیح می‌دهد:« بنیاد ملی علوم در پشتیبانی تحقیقات در سیستم‌های مجازی فیزیکی یک رهبر بوده است که پایه‌ای فراهم کرده تا بتوان از هوشمندی در سلامت، حمل و نقل، انرژی و سیستم‌های زیرساخت استفاده کرد. ما منتظر نتایج این دو حمایت مالی هستیم که یک چشم‌انداز سریع و جدید برای سلامت هوشمند فراهم می‌کند.»

دانشگاه پنسیلوانیا رهبر بین‌المللی در تحقیقات سیستم‌های مجازی فیزیکی و جاسازی‌شده است. در پنج سال اخیر، تحقیقات پن در مهندسی سیستم‌های مجتمع و محاسبات جاسازی‌شده حمایت‌های مالی به ارزش بیش از 30 میلیون دلار از بنیاد ملی علوم و دیگر منابع دریافت کرده است.

پروژه ریزربات پن توسط ویجای کومار هدایت خواهد شد که با کمک دانشمندان رایانه، متخصصان ربات و زیست‌شناسان دانشگاه بوستون( Boston) و مؤسسه فناوری ماساچوست( MIT) سیستمی را توسعه خواهند داد که قابلیت‌های ربات‌های نانومقیاس را با موجودات مصنوعی که به صورت ویژه‌ای طراحی شده‌اند، ترکیب خواهند کرد. آن‌ها باور دارند که این سیستم قادر خواهد بود کارهایی که در گذشته غیرممکن به نظر می‌رسیدند، از تجمیع میکروسکوپی تا احساس سلولی در داخل بدن را انجام دهد.

رویکرد گروه در مورد پروژه دوم، مدل‌های محاسباتی مکانیک حرکت قلب مخصوص بیمار را با روش‌های ریاضی پیشرفته ترکیب می‌کند تا چگونگی ارتباط متقابل این مدل‌ها با ادوات پزشکی را تحلیل کنند. روش‌های تحلیلی می‌تواند برای تشخیص اشکالات بالقوه رفتار ادوات در مرحله طراحی و قبل از شروع آزمایش آن‌ها روی حیوان یا انسان استفاده شود.