Объединенная группа исследователей-биологов и робототехников из больницы Brigham and Women’s Hospital в США и института iPrint в Швейцарии разработала крошечного плавающего робота, использующего человеческие двигательные нейроны и кардиомиоциты, выращенные для имитации мышечной ткани.
Их статья опубликована в журнале Science Robotics. Николь Сюй, инженер-механик из Университета Колорадо в Боулдере, опубликовала статью Focus в том же номере журнала, в которой описала текущую работу по созданию биоинспирированных роботов с использованием тканей животных.
На протяжении многих лет писатели-фантасты и кинорежиссеры использовали идею объединения электроники, компьютеров и тканей животных для создания роботов с уникальными и порой ужасающими свойствами. В реальном мире Сюй описывает такую работу как продолжающуюся.
Животные, включая людей, обладают способностями, которые намного превосходят все, что могут делать роботы. Например, стирка требует множества навыков, включая сортировку грязной одежды, выбор настроек стиральной машины и сушилки, а также складывание или развешивание одежды.
Такие действия требуют как ловкости, так и умственной обработки. Из-за этого робототехники изучают разработку биогибридных роботов. Исследовательская группа создала похожего на ската плавающего робота с компьютерным мозгом, который управляет человеческими мышечными клетками, активируемыми человеческими двигательными нейронами.
Для создания робота исследователи культивировали как двигательные нейроны, так и кардиомиоциты, которые были получены с использованием человеческих плюрипотентных стволовых клеток. Кардиомиоциты были запрограммированы на рост в мышечную клеточную ткань на каркасе, который напоминал плавники лучей таким образом, что это позволяло им соединяться с двигательными нейронами.
Это позволило создать электрические синапсы. Затем некоторые из двигательных нейронов были подключены к электронному процессору, который служил мозгом робота. В нем размещалась схема Wi-Fi, которая передавала сигналы от человеческих контроллеров либо на левый, либо на правый плавник, либо на оба. Таким образом исследователи смогли контролировать движения своего робота, в конечном итоге дав ему возможность плавать.
Со временем исследовательская группа обнаружила, что может маневрировать роботом с точностью, в том числе делать резкие повороты. Они также обнаружили, что могут заставить его плавать со скоростью до 0,52 ± 0,22 мм/с.
Источник: Science Robotics
