3D-принтером созданы управляемые биороботы с мышечными клетками: видео


Инженеры из США представили биороботов следующего поколения: в движение они приводятся мышечными клетками, а управляются электрическими импульсами.

Подобные разработки могут оказаться полезны при создании автономных мягких роботов, «осьминогов», умеющих погружаться на морское дно, и проводить там поисковые операции, протискиваясь в труднодоступные места в завалах.

Изображение: Janet Sinn-Hanlon, Design Group, VetMed

Группа ученых под руководством Рашида Башира (Rashid Bashir) из Университета Иллинойса в Урбана-Шампэйн уже давно проводит попытки интеграции биологических «машин» в роботов. В 2013 г. они показали миниатюрных биороботов, которые маршировали самостоятельно, используя «стук» живых клеток сердечных мышц крыс. Но в этом случае имелась одна проблема: такие клетки постоянно сокращаются, что весьма затрудняет контроль над движениями робота. В новой модели использованы полоски клеток скелетной мускулатуры, и в этом случае движение начинается под воздействием внешних электрических импульсов.

Конструкция биоробота разработана с использованием подобия мускульно-сухожильных блоков в организме позвоночных. Отпечатанный на 3D-принтере каркас из гидрогеля имеет достаточную прочность, при этом он гибкий, и позволяет роботу сгибаться, подобно суставу. Полоску мускулов к каркасу крепят два столбика (точно также сухожилия присоединяют к костям мышцы) – и эти же столбики выступают в качестве конечностей. Контроль скорости движения биоробота осуществляется с использованием электрических импульсов: скорость прямо зависит от их частоты. Клетки скелетных мышц дали возможность биороботу передвигаться более свободно, и расширили при этом возможности контроля над ним.

Ученые планируют еще больше усложнить систему управления: к примеру, поместить в конструкцию нервные клетки. В этом случае биороботов можно будет перемещать в разных направлениях при помощи химических соединений или света.

Но подражание природе – только отправная точка инженерной работы, говорит Башир. Способность клеток к движению под влиянием внешних стимулов и к самоорганизации должна применяться в чисто технических системах: роботах-хирургах, мобильных автономных датчиках, способных реагировать на появление токсинов, «умных» имплантатах.

Читайте также:
Первого бионического человека снабдили искусственным интеллектом, разработанным в России
Зооморфные роботы будут спасать альпинистов и летать в космос
Китайские ученые создали робота для поисково-спасательных операций на шахтах
Роботы, самособирающиеся из «песка»: начало положено
«Живой» микроробот будет определять, чем болен человек

Источник: Illinois.edu

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *