Исследователи разработали мягкое роботизированное устройство на основе нейромышечной ткани. Оно активируется при стимуляции светом. Это ещё один шаг на пути создания автономных биологических роботов.
В 2014 году команда исследователей под руководством Тахера Саифа и Рашида Башира в университете Иллинойса разрабатывали первый самодвижущийся биогибридный плавающий и ходящий робот на основе сокращения клеток кардиомышц крыс.
Первые испытания успешно продемонстрировали, что боты из клеток спермы умеют плавать. Это поколение ботов с одиночным хвостом использует кардиоткани, которые сокращаются сами по себе, но они не могут ощущать окружение или принимать решения.
В новом исследовании учёные показали очередное поколение ботов с двумя хвостами на основе тканей скелетных мышц, которая стимулируется движком из нейронов. Нейроны обладают оптогенетическими свойствами и при воздействии света могут сокращать мышцы.
Нейронные клетки были взяты из стволовых клеток мышей, которые располагаются рядом с мышечными тканями. Нейроны двигаются в сторону мышц и формируют нервно-мускульные сокращения, в результате чего происходит автоматическая сборка бота.
После проверки совместимости нейромышечной ткани с синтетическим скелетом биоробота разработчики занялись оптимизацией его способностей. Использовались вычислительные модели для определения того, какие физические атрибуты способны повысить эффективность и ускорить плавание. Например, рассматривались разные варианты количества и длины хвостов.
Биороботы пока не так развиты, как другие технологии, они неспособны производить большую силу. Поэтому их движение сложно контролировать. Важно тщательно разрабатывать каркас биороботов. Важную роль играет компьютерная симуляция, которая позволяет выбрать лучший дизайн для тестирования в реальности.
Возможность управлять мышечной активностью при помощи нейронов расширяет способность внедрять нейронные блоки в гибридные системы. Применяя знания управления нейронами в животных, можно развивать гибридные нервно-мышечные системы за счёт иерархической организации нейронных сетей.
Учёные предсказывают разработку многоклеточных живых систем со способностью реагировать на воздействие окружающей среды. Это может пригодиться в биоинженерии, медицине и создании самовосстанавливающихся материалов.
Как и в случае с реальными живыми организмами, две биогибридные машины никогда не будут развиваться совершенно одинаково.
