Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Шагающий микробиоробот

Созданы миниатюрные биороботы, приводимые в движение
искусственными мышечными тканями

DailyTechInfo по материалам Science News: Muscle-powered bio-bots walk on command

Исследователи из университета Иллинойса продемонстрировали изготовленных ими миниатюрных шагающих биороботов, которые приводятся в движение искусственно выращенными мышечными тканями, управляемыми при помощи электрических импульсов. «Мы пытаемся объединить принципы робототехники с биотехнологиями» – рассказывает Рашид Башир (Rashid Bashir), ведущий исследователь, – «Такой симбиоз позволит нам проектировать и изготавливать биологические машины и системы, идеально подходящие для применения в медицине, в экологии и в других смежных областях».

Исследовательская группа Рашида Башира является одной из первых групп, которые начали заниматься проектированием и созданием биороботов, размеры которых не превышают одного сантиметра, а их корпус изготовлен из гидрогеля при помощи технологий трехмерной печати. Ранее эта же группа исследователей уже демонстрировала биороботов, способных к самостоятельному перемещению. Двигателем этих биороботов являлись клетки тканей сердечных мышц, которые при соблюдении определенных условий начинают сокращаться и расслабляться совершенно самостоятельно. Такая особенность клеток сердечных тканей лишает исследователей возможности управлять перемещениями биороботов, которые не могут быть остановлены или запущены, ускорены или замедлены.

Новые биороботы приводятся в движение клетками обычных мышечных тканей, которые управляются при помощи электрических импульсов, подаваемых от внешнего электронного устройства. Все это дает в руки исследователей достаточно мощные «рычаги» для регуляции поведения робота и позволяет настроить биороботов для выполнения задач определенного рода.

Конструкция биоробота вдохновлена строением комплекса мускул-сухожилие-кость. Основой биоробота является напечатанное на трехмерном принтере «тело» из гидрогеля, достаточно прочного материала, чтобы сформировать всю структуру, но достаточно гибкого для того, чтобы изгибаться как сустав. Биоробот имеет форму буквы «П», с двумя вертикальными «ногами», между которых протянут жгут из искусственно выращенных мышечных тканей.


Схематическое изображение биоробота

Скоростью передвижения робота можно управлять, изменяя частоту следования подаваемых импульсов электрического тока. Более высокая частота заставляет мускул сокращаться быстрее, что весьма наглядно демонстрируется на представленном ниже видеоролике.

Следующими шагами, которые собираются предпринять ученые, станут усилия по получению большего уровня контроля над движением биоробота. Они собираются внедрить в мускульные ткани сети нейронов, что позволит реализовать достаточно сложные алгоритмы управления движением и использовать иные методы управления, к примеру, при помощи света или специальных химических веществ. Благодаря использованию технологий трехмерной печати, исследователи планируют достаточно быстро разработать новую форму основы биоробота, который сможет одинаково хорошо перемещаться в любом направлении и даже выполнять некоторые примитивные действия.

Статья Cvetkovic et al. Three-dimensionally printed biological machines powered by skeletal muscle
опубликована в открытом доступе в электронной версии журнала PNAS – ВМ.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
04.07.2014

Читать статьи по темам:

бионика тканевая инженерия генная инженерия Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Трехмерная печать в медицине

Многие говорят, что трехмерная печать кардинально изменит нашу жизнь, позволив людям самим создавать необходимые в быту вещи. Возможно, до этого еще далеко, но в одной сфере 3D-технологии уже однозначно совершили революцию – в медицине.

читать

Ткани-киборги

Создание живых «тканей-киборгов», пронизанных нанопроводниками, – первый удачный шаг на пути к комбинированию тканевой инженерии и электроники для создания тканевых имплантатов и систем для скрининга лекарственных препаратов.

читать

Военно-полевая биомедицина: планы Минобороны США

Самые перспективные проекты развития военной медицины касаются искусственных глаз, аппаратов автономной диагностики, нового типа тканей, портативных систем очистки крови и механизмов заживления ран.

читать

2010 – год искусственных органов

Специалисты все больше осваивают манипуляции со стволовыми клетками и используют этот опыт для реконструкции тканей и органов. Впечатляют также успехи в восстановлении зрения.

читать

ReWalk – первый среди равных

FDA зарегистрировала первый экзоскелет, предназначенный для реабилитации пациентов с травмами позвоночника, приведшими к параличу нижней части тела.

читать

Белая тросточка с эхолокатором

SmartCane представляет собой традиционную белую трость, снабженную ультразвуковым локатором, который определяет наличие препятствий и возможный путь их преодоления, а затем сообщает об этом пользователю через вибрации.

читать