Киборги здесь: ученые поместили живые клетки в палец робота
Граница между людьми и машинами размывается. Ученые из Токийского университета промышленных наук создали биогибридного робота — роботизированное устройство, содержащее живую ткань, — который проработал больше недели. Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics. Первый шаг в создании биогибридного робота — создать скелет робота. Ученые создали свой вариант, используя 3D-печатную смолу. К скелету добавили суставы и анкеры, к которым можно было крепить живую ткань. Электроды должны были стимулировать живые мышцы, заставляя их сжиматься.
Следующим шагом стало создание живой мышцы. Для этого команда взяла миобласты, тип стволовых клеток, которые в конечном итоге созревают в различного рода мышечные клетки. Эти клетки были включены в гидрогелевые пластины. Затем ученые пробили дырки в пластинах, чтобы прикрепить их к анкерам скелета, и добавили несколько полосатых структур, которые должны стимулировать рост мышечных волокон между анкерами.
«Как только мы построили мышцы, мы успешно использовали их в качестве антагонистических пар у роботов, одна сжималась, а другая разжималась, как в теле», рассказал автор работы Сёдзи Такеучи. «Тот факт, что они оказывали противодействующую силу друг на друга, не давал им сокращаться и ухудшаться, как в предыдущих исследованиях».
Сигнатурное и единственное движение робота — изгибание «кончика пальца» вверх и вниз. Этого достаточно, чтобы поднять крошечное колечко и поместить его на колышек. Работая сообща, два робота смогли поднять небольшую квадратную плашку.
По общему признанию, разработка «биогибридного» пальца не представляется наиболее эффективным способом решения этой задачи. Но, по мнению исследователей, роботы, подобные этим, могут служить и другим, более практичным применениям в будущем.
Во-первых, мы могли бы создавать более сложных роботов, а затем изучать их, чтобы получить новые сведения о том, как работает человеческий организм и как мы могли бы справляться с медицинскими проблемами. «Если мы сможем объединить эти мышцы в единое устройство, мы сможем воспроизвести сложное мускульное взаимодействие, позволяющее функционировать рукам, кистям и другим частям тела», говорит ведущий автор работы Юя Моримото.
Во-вторых, мы могли бы начать использовать этих роботов в фармацевтической промышленности. Ученые могли бы проверять на них препараты или проводить другие эксперименты с мышцами биогибридных роботов, не обращаясь к аналогам в животном мире. По сути, это нечто подобное технологии «органа-на-чипе», которая также находится в активной разработке.
Хотя возможности биогибридного робота сейчас кажутся ограниченными, будущее медицины вполне может быть в его (биогибридных) руках.