Команда вчених розробила роботів з дистанційним керуванням, які поєднують найсучаснішу робототехніку з основними біологічними системами. Ці машини рухаються за допомогою м’язової тканини миші, вирощеної в лабораторії.
Науково-фантастичні романи, фільми та ігри сповнені описів кіборгів, які поєднують біологічні та суто механічні елементи. Дослідники на чолі з вченими з Північно-Західного університету та Університету Іллінойсу Урбана-Шампейн розробили саме таку машину – крихітного біогібридного робота, який був побудований з м’язових клітин миші, вирощених у лабораторії, 3D-друкованого скелета з м’якого матеріалу та бездротового світлодіода, контрольних мікросхем.
Новаторський дизайн з обмеженнями
У новому проекті зі створення біогібридних дистанційно керованих роботів вчені застосували ефективні рішення. Настільки ефективні, що ці роботи зможуть встановити нові рекорди швидкості для такого типу машин. Вони визначені, вченими з Інженерної школи Маккорміка Північно-Західного університету як «eBiobots». У їх конструкції вперше використано мікроелектроніку, м’які матеріали, а також справжні м’язи.
За вирішення цієї проблеми взявся Джон А. Роджерс, фахівець у галузі біоелектроніки з Northwestern Engineering. Його команда використовувала для цієї мети мікросвітлодіоди, які не потребують батарейок і бездротової мікроелектроніки. Ідея такої системи полягала в тому, щоб полегшити дистанційне керування цими біологічними машинами. У той же час усунення обох батарей і будь-яких проводів дозволило їм рухатися вільніше.
Приймальна котушка, через яку живляться ці роботи, має вирішальне значення в цьому контексті. Це робиться шляхом надсилання бездротового сигналу роботам, який стимулює пульсацію світлодіодів. Потім вони стимулюють скорочення м’язових тканин, які мають форму, щоб бути чутливими до світла. А це, у свою чергу, змушує їх приводити в рух полімерний скелет, змушуючи робота рухатися. Націлюючись на конкретні світлодіодні мікродіоди, можна стимулювати рух певних груп м’язів і таким чином спрямовувати робота в певному напрямку.
Слід підкреслити, що подальший потенціал для вдосконалення цих роботів є значним. Можна, наприклад, оснастити їх біологічними або хімічними датчиками, які, у свою чергу, можуть дати їм можливість виявляти забруднюючі речовини, а також біомаркери, пов’язані з різними захворюваннями. Тому їх можна буде використовувати, наприклад, для моніторингу стану навколишнього середовища або в медицині.
