Инженеры из Иллинойса напечатали биороботов с мышечными клетками

Ученые из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне вчера продемонстрировали свое новое научное достижение – мини-роботов с модифицированными мышечными клетками.

В разработке этих бионических устройств, которых исследователи именуют «биоботами», не обошлось без 3D-принтинга.

Робота, подробно описывающая процесс создания биоботов, была опубликована в научном онлайн журнале Proceedings of the National Academy of Science.

«Активация с помощью клеток – фундаментальная потребность любой биологической машины», — считает руководитель исследования Рашид Башир, котрого цитирует местный портал новостей Inside Illinois. «Мы пытаемся интегрировать инженерные принципы с биологией таким способом, чтобы спроектировать биомашины и системы, которые были бы полезны для медицины и окружающей среды. Биология чрезвычайно мощная наука, и если бы мы смогли применить ее сильные стороны на практике, это породило бы множество замечательных вещей».

Маленькие биоботы (длиной менее сантиметра), состоят из специального гидрогеля и живых клеток, а их структура сформирована посредством 3D-принтеров. Первая версия роботов содержала клетки сердечной ткани, выделенной из тела мышей, однако стандартная периодичность сокращений этих клеток затрудняла контроль над передвижением ботов.

В этот раз биоинженеры использовали клетки обычных мышц, которые легко запускать, останавливать, ускорять или замедлять с помощью электронных импульсов.

В целом строение крошечных роботов имитирует естественный комплекс мышц, костей и сухожилий, из которых состоит опорно-двигательный аппарат.

Основа из 3D-печатного гидрогеля достаточно крепкая, чтобы служить «позвоночником» и в то же время достаточно мягкая, чтобы сгибаться,Ю выполняя функции сустава. Две опорных столбика служат для присоединения полоски мышц к искусственной кости, как это делают сухожилия, но могут служить и в качестве ног робота.

Скорость движения регулируется изменением частоты электронных импульсов. «Эта работа олицетворяет важный первый шаг в разработке биологических систем, которые можно стимулировать, тренировать или программировать на выполнение определенной работы», — пишет одна из соавторов исследования Каролин Цветкович.

Следующим шагом в развитии этого проекта станет интеграция «нейронов», которые заставят устройство реагировать на свет или химические раздражители и сделают контроль более точным.

Башир и его коллеги также планируют ввести в учебную программу курс, где студенты могли бы проводить неограниченное количество дизайнерских экспериментов с формой и размером ботов, ведь технологии 3D-печати позволяют создавать прототипы очень быстро и без особых затрат.

Добавить комментарий