Выращенная лаборатория мышечная ткань с серией гибких механических суставов привела к разработке искусственной руки, которая может схватить и делать жесты. Прорыв показывает путь вперед для нового вида робототехники с целым рядом потенциальных приложений.
В то время как мы видели много мягких роботов в New Atlas и действительно вдохновляющий диапазон механических протезирования, мы еще не видели слишком много изобретений, которые буквально сочетают в себе ткань человека с машинами. Вероятно, это потому, что мир биогибридной науки все еще находится на очень ранних этапах. Конечно, была искусственная рыба, работающая на клетках сердца человека и роботом, который использовал ухо саранчи, чтобы услышать, но с точки зрения практического использования технологии, поле оставалось несколько пустым.
сейчас хотя Исследователи из Университета Токио и Университета Васеда в Японии показали прорыв, демонстрирующий реальное обещание технологии.
Чтобы создать свою биогибридную руку, они сначала вырастили серию мышечных волокон в лаборатории. Поскольку, сами по себе, ткани не были бы достаточно сильны, чтобы функционировать хорошо, не разрываясь, исследователи объединили их в то, что они называли множеством приводов ткани или мумуты. Эти ткани были затем прикреплены к 3D-печатной пластиковой руке с подвижными суставами и измеряющими около 18 см (7 дюймов). Токио. Takeuchi является соавтором исследования, описывающего творение, которое было опубликовано в журнале, Science Robotics Полем «Это тонкие нити мышечной ткани, выращенной в культуральной среде, а затем свернулись в пакет, такой как суши, чтобы сделать каждое сухожилие. Создание mumutas позволило нам преодолеть нашу самую большую проблему, которая заключалась в том, чтобы обеспечить достаточную сократительную силу и длину в мышцы для управления большой структурой руки ». Таким образом, они успешно смогли получить руку сформировать жест ножниц и понять и манипулировать кончиком пипетки.
Возможно, самое интересное из всех, команда обнаружила, что, как и человеческая рука, биогибридная модель «устала» после использования, причем сила ткани снижалась со временем.
«Хотя это и не совсем удивительно, было интересно, что сократительная сила тканей уменьшилась и показала признаки усталости после 10 минут электрической стимуляции, но при этом восстановилась всего за один час после отдыха», — сказал Такечи. «Наблюдение за таким ответом на выздоровление, аналогично реакции живых тканей, в спроектированных мышечных тканях было замечательным и увлекательным результатом».
Takeuchi и его команда признают, что их рука на самом деле является скорее доказательством концепции, чем удобное устройство, и что у нее есть способы, прежде чем его функциональность увеличится, например, во время исследования вся рука была проложена в жидкости в порядке чтобы позволить суставам двигаться с максимально небольшим трением. Подвеска также позволила сегментам руки возвращаться в нейтральное положение после того, как ее сгибают сухожилия, выращенные в лаборатории, хотя команда говорит, что добавление упругости или более мимута, ориентированных в противоположном направлении, может преодолеть эту проблему. P> Тем не менее, исследователи говорят, что, объединяя ткани вместе, их изобретение преодолевает значительное препятствие в масштабируемости биогибридов. Ранее такие устройства не могли стать намного больше, чем сантиметр или около того (около полу дюйма), поэтому рука длиной 18 см-довольно прыжок вперед. имитируют биологические системы, которые требуют масштабирования их размера », — сказал Такеучи. «Наше развитие Mumutas является важной вехой для достижения этого. Область биогибридной робототехники все еще находится в зачаточном состоянии, со многими основополагающими проблемами, которые необходимо преодолеть. После того, как эти основные препятствия будут рассмотрены, эта технология может использоваться в продвинутых протезе, и может. Также служит инструментом для понимания того, как функционируют мышечные ткани в биологических системах, чтобы проверить хирургические процедуры или лекарства, нацеленные на мышечную ткани ».
