Ερευνητές δημιούργησαν μαλακούς τεχνητούς μύες για πρωτοποριακά ρομπότ

Οι μηχανικοί του MIT επινόησαν έναν έξυπνο νέο τρόπο για την παραγωγή τεχνητών μυών για μαλακά ρομπότ που μπορούν να λυγίζουν σε περισσότερες από μία κατευθύνσεις, όπως οι πολύπλοκοι μύες του ανθρώπινου σώματος.

Η ομάδα αξιοποίησε την τρισδιάστατη εκτύπωση και μυϊκά κύτταρα που προέρχονται από ανθρώπους και ποντίκια για να αναπτύξει μια τεχνητή δομή που τραβάει ομόκεντρα και ακτινικά, παρόμοια με τον τρόπο που η ανθρώπινη ίριδα διαστέλλει και συστέλλει την κόρη.

Οι ερευνητές αποκαλούν αυτή τη μέθοδο «σφράγιση», επειδή περιλαμβάνει την τρισδιάστατη εκτύπωση μιας σφραγίδας με μοτίβο μικροσκοπικών αυλακώσεων που είναι αρκετά μεγάλες μόνο για να φιλοξενήσουν το καθένα ένα μεμονωμένο κύτταρο. Στη συνέχεια, πίεσαν τη σφραγίδα μέσα σε ένα hydrogel – ένα συνθετικό ισοδύναμο του βιολογικού ιστού που παρείχε μια εύκαμπτη μήτρα που περιείχε νερό για τα πραγματικά κύτταρα.

Αυτές οι γεμάτες υδροζελ αυλακώσεις σπάρθηκαν στη συνέχεια με πραγματικά μυϊκά κύτταρα που είχαν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να ανταποκρίνονται στο φως. Αυτοί αναπτύχθηκαν κατά μήκος αυτών των αυλακώσεων σε ίνες κατά τη διάρκεια μιας ημέρας και στη συνέχεια σε έναν μυ που έχει περίπου το ίδιο μέγεθος με την ανθρώπινη ίριδα. Στη συνέχεια οι ερευνητές διέγειραν αυτόν τον τεχνητό μυ με παλμούς φωτός, και αυτός συσπάστηκε προς πολλαπλές κατευθύνσεις όπως ακριβώς μια πραγματική ανθρώπινη ίριδα.

«Σε αυτή την εργασία, θέλαμε να δείξουμε ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή την προσέγγιση της σφραγίδας για να φτιάξουμε ένα «ρομπότ» που να μπορεί να κάνει πράγματα που δεν μπορούν να κάνουν τα προηγούμενα ρομπότ με μυϊκή δύναμη», εξήγησε ο Ritu Raman, ο οποίος είναι συν-συγγραφέας της δημοσίευσης.

Αυτό θα μπορούσε να ξεκλειδώσει νέες δυνατότητες στα μαλακά ρομπότ, τα οποία λειτουργούν πιο μηχανικά επειδή είναι εφοδιασμένα με άκαμπτα εξαρτήματα. «Αντί να χρησιμοποιούμε άκαμπτους ενεργοποιητές που είναι τυπικοί στα υποβρύχια ρομπότ, αν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μαλακά βιολογικά ρομπότ, θα μπορούμε να πλοηγούμαστε και να είμαστε πολύ πιο αποδοτικοί ενεργειακά, ενώ παράλληλα θα είναι πλήρως βιοδιασπώμενα και βιώσιμα», σημείωσε ο Raman.

Η μέθοδος σφράγισης είναι αξιοσημείωτη όχι μόνο λόγω του τι επιτρέπει, αλλά και επειδή είναι οικονομικά αποδοτική και εύκολα προσβάσιμη. Η ομάδα του ΜΙΤ χρησιμοποίησε τρισδιάστατους εκτυπωτές υψηλής ακρίβειας στο πανεπιστήμιο για αυτή την εργασία, αλλά ο Raman αναφέρει ότι παρόμοια περίπλοκες σφραγίδες θα μπορούσαν να παραχθούν και με εκτυπωτές καταναλωτικής ποιότητας. Οι σφραγίδες μπορούν επίσης να καθαριστούν και να επαναχρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία περισσότερων τεχνητών μυών.

Οι ερευνητές σχεδιάζουν να δοκιμάσουν τη σφράγιση με άλλους τύπους κυττάρων και να εξετάσουν άλλους μύες που μπορούν να αναπαραγάγουν για μια ποικιλία ρομποτικών δυνατοτήτων.

[via]