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