Biohybridný robot využíva na pohyb živé svalové bunky a nepotrebuje ani batériu

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Inžinieri zostrojili biohybridného robota, ktorého poháňa  tenká vrstva živých svalových buniek.

• Zariadenie neobsahuje žiadnu elektroniku a jeho pohyb v priestore sa ovláda výlučne svetlom.

• Stroj dosahuje maximálnu rýchlosť približne 4 dĺžky vlastného tela za 1 minútu plávania.

Inžinieri z MIT zostrojili miniatúrny plávajúci stroj tenký ako bežný list papiera. Zariadenie s dĺžkou 15 mm a hrúbkou 0,5 mm pozostáva z pružného gélu a živých buniek. Tieto geneticky modifikované svalové vlákna sa dokážu synchrónne sťahovať, keď na ne dopadne svetelný lúč. Blikanie na jednu z dvoch asymetrických plutiev robota spôsobí jej pohyb, čím sa mechanizmus posúva dopredu.

Výskumníci tak dokážu stroj ovládať na diaľku a previesť ho vodným bludiskom aj bez integrovanej batérie. V predchádzajúcich prototypoch vedci bojovali s mäkkým podkladom, ktorý sa pri sťahovaní svalov nechcene krčil. Tento konštrukčný problém vyriešili prechodom na tuhší želatínový gél s mikroskopickými drážkami so štvorcovým dnom.

Zdroj foto: Melanie Gonick, MIT

Štrukturálna úprava prinútila bunky zoskupiť sa do jednotných vlákien a ťahať materiál rovnomerným smerom. Okrem toho museli svaly prejsť pravidelným tréningom v podobe 15-minútového svetelného cvičenia každý deň. Režim s frekvenciou 2 pulzov za 1 sekundu nakoniec zvýšil celkový výkon robota až 4-násobne. Výhodou tohto dizajnu je využitie len jednej vrstvy buniek namiesto hrubých blokov priestorovej svaloviny.

Stroj je podstatne ľahší, lacnejší na výrobu a jeho živé tkanivo vydrží fungovať viac ako 30 dní. Využitie biologického materiálu dáva mechanizmom vlastnosti, ktoré štandardný kovový hardvér jednoducho nedokáže napodobniť. Živé tkanivo je mäkké, prispôsobuje sa aktuálnemu okoliu a v prípade fyzického poškodenia má schopnosť samoopravy. Takéto stroje by výhľadovo mohli vykonávať citlivé úlohy v krehkých alebo ťažko predvídateľných ekosystémoch.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Spojenenie živého tkaniva so syntetickým gélom umožňuje tvorbu strojov schopných samoopravy, čo je ideálne pre bezpečný prieskum zraniteľných ekosystémov.

Zdroj: newatlas.com foto: Melanie Gonick, MIT

Zobrazit Galériu