Вчені створили крихітних роботів із м’язами

Інженери навчили крихітних біороботів стрибати, плавати й хапати предмети за допомогою живої м’язової тканини. Кожен прототип завдовжки близько 1,5 см, а його рух видно неозброєним оком

Як живий м’яз рухає робота

Команда ETH Zurich поєднала вирощену з клітин мишей скелетну м’язову тканину з м’яким гідрогелевим каркасом. Цей матеріал містить багато води, згинається та розтягується подібно до живої тканини. Науковці проєктували м’яз і каркас разом, а не виготовляли їх окремо: комп’ютерна модель визначала, де розташувати тканину, щоб її скорочення максимально рухало всю конструкцію.

Каркас надрукували за допомогою світла. Тонкі канавки всередині допомагають м’язовій тканині міцно закріпитися й вирівнюють волокна. Так менше сили втрачається під час її передавання на штучну основу. Амплітуда руху нового актуатора виявилася до 11 разів більшою, ніж у попередніх систем із подібною кількістю м’язової тканини.

Стрибок на п’ять міліметрів

Після одного скорочення біогібридний актуатор підстрибує приблизно на 5 мм — це близько третини його довжини. Інші прототипи можуть плавати, пересуватися поверхнею та захоплювати невеликі предмети. Крокувальна версія долає 6,2 мм за секунду. За даними дослідників, відносно довжини тіла це найвища швидкість серед описаних раніше біогібридних роботів, що ходять.

Читайте також: 10 сонячних викидів злилися в одну потужну магнітну бурю: що з’ясували вчені

Поки що це лабораторний експеримент

Попри помітні рухи, такі пристрої ще не готові до практичного використання. М’язова тканина живе лише в поживному розчині. Щоб створювати більші системи, дослідникам доведеться розробити штучне кровопостачання: воно має доставляти клітинам кисень і поживні речовини та виводити продукти обміну.

Ще одна складність — жива тканина поводиться не завжди однаково. Клітини ростуть із природними відмінностями, тому актуатори складно виробляти з передбачуваними характеристиками. Команда планує краще контролювати дозрівання м’язів у лабораторії. Нинішня робота показує, що м’який каркас може значно посилити рух живої тканини, але до автономних роботів, які працюють тривалий час поза лабораторією, ще далеко.