Umelé svaly pre mäkké roboty sú flexibilné ako ľudská dúhovka
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 28. 3. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z MIT vymysleli nový dômyselný spôsob výroby umelých svalov pre mäkké roboty, ktoré sa môžu rozťahovať a sťahovať vo viacerých smeroch, podobne ako zložité svaly v ľudskom tele.
Tím využil 3D tlač a svalové bunky získané z ľudí a myší na kultivovanie umelej štruktúry, ktorá sa ťahá koncentricky a radiálne, podobne ako sa rozširuje a sťahuje ľudská dúhovka. Výskumníci túto metódu nazývajú ako „pečiatkovanie“, pretože zahŕňa 3D tlač pečiatky so vzorom mikroskopických drážok, z ktorých každá je dostatočne veľká len na to, aby sa v nej nachádzala jedna bunka. Zaujímavé je, že sa inšpirovali spôsobom, akým formy na želé tvarujú želatínové dezerty.
Vedci potom pečiatku vtlačili do hydrogélu - syntetického ekvivalentu biologického tkaniva, ktorý poskytol pružnú matricu obsahujúcu vodu pre skutočné bunky. Do týchto drážok s hydrogélom následne nasadili skutočné svalové bunky, ktoré boli geneticky upravené tak, aby reagovali na svetlo. V priebehu jedného dňa sa z nich pozdĺž týchto drážok vytvorili vlákna a následne sval približne rovnakej veľkosti ako ľudská dúhovka.
Vedci potom stimulovali tento umelý sval svetelnými impulzmi a ten sa stiahol vo viacerých smeroch rovnako ako skutočná ľudská dúhovka.
„V tejto práci sme chceli ukázať, že pomocou tohto prístupu k pečiatkam môžeme vytvoriť „robota“, ktorý dokáže robiť veci, ktoré predchádzajúce roboty poháňané svalmi nedokážu,“ vysvetlila Ritu Ramanová, ktorá je spoluautorkou článku opisujúceho túto metódu, ktorý nedávno vyšiel v magazíne Biomaterials Science.
To by mohlo odomknúť nové schopnosti mäkkých robotov, ktoré fungujú viac mechanicky, pretože sú vybavené nepružnými komponentmi.
„Ak namiesto pevných aktuátorov, ktoré sú typické pre podvodné roboty, dokážeme použiť mäkké biologické roboty, môžeme ich navigovať a byť oveľa energeticky úspornejší, pričom sú aj úplne biologicky odbúrateľné a udržateľné,“ poznamenala Ramanová.
Metóda pečiatkovania je pozoruhodná nielen preto, čo umožňuje, ale aj preto, že je nákladovo efektívna a ľahko dostupná. Tím z MIT použil na túto prácu špičkové presné 3D tlačiarne na univerzite, ale Ramanová hovorí, že podobne zložité pečiatky by sa dali vyrobiť aj pomocou 3D tlačiarní spotrebiteľskej triedy. Pečiatky sa dajú aj vyčistiť a opätovne použiť na vytvorenie ďalších umelých svalov.
Výskumníci pritom plánujú vyskúšať pečiatkovanie s inými typmi buniek a pozrieť sa na ďalšie svaly, ktoré by mohli replikovať pre rôzne robotické schopnosti.
