Изучение мягкой робототехники дает явные преимущества перед вчерашними металлическими драндулетами, поскольку мягкие машины обладают большей мобильностью и гибкостью при потенциально более низкой стоимости. И хотя некоторые люди - за исключением Рэя Курцвейла и его друзей - могут питать опасения по поводу будущего, в котором такая робототехника будет включена в биологию человека, биосовместимые машины потенциально могут заменить изношенные части тела. Недавний прогресс был достигнут в стимуляции искусственных клеток сердца с помощью робототехники, но до сих пор нам еще предстоит увидеть значительное развитие скелетных мышц, основного средства движения в организмах. Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн только что опубликовали статью с подробным описанием напечатанного на 3D-принтере искусственного сухожилия, управляемого настоящими мышечными клетками. Частично напечатанный на 3D-принтере гидрогель, частично мышца мыши, биоботы из U of I - это миниатюрные мускулистые киборги, которые могут оказать огромное влияние на области медицины и мягкой робототехники.
Исследователи стремились создать мягкую робототехнику, которая не полагалась бы на громоздкое оборудование, которое могло бы нести риск физического отторжения. Их решение заключалось в 3D-печати с использованием 3D-принтера 3D Systems SLA гибкого гидрогелевого скелета с двумя выступающими затылками, между которыми они могли засевать мышечные клетки мыши. Поместив скелет, покрытый мышечными клетками, в чашку Петри с биполярным электрическим полем, команда смогла стимулировать сокращение мышечных клеток, подав им электрический импульс.
В то время как команде U of I приходилось экспериментировать с различными 3D-печатными конструкциями, чтобы в конечном итоге стимулировать правильное сжатие объекта, они поняли, что, изменяя пористость объекта, они могут изменить его гибкость (а более гибкий дизайн в видео ниже). Более того, 3D-печать скелета позволяет исследователям изменять масштаб и форму искусственного сустава, чтобы приспособить его к конкретной части тела. Возможно, они даже смогут разработать объект из гидрогеля, чтобы создать больше поверхностей для роста мышечных клеток.
Исследователи считают, что они могут повторить эксперимент, используя сами двигательные нейроны вместо электрической ванны, и потенциально могут использовать эндотелий для доставки пищи и кислорода и содержать всю систему в эпителиальной оболочке. слой, а это означает, что эти биоботы однажды могут быть встроены в настоящее тело. До этого дня авторы статьи считали, что их исследования могут помочь нам понять структуру организмов. В среднесрочной перспективе они могут помочь исследователям в тестировании фармацевтических препаратов или создании имплантатов с меньшей вероятностью отторжения данной иммунной системой.
Хорошие новости для мягких робототехников во всем мире! Хорошие новости для органической жизни? Рэй Курцвейл сказал бы да. Не могли бы вы?