Свет освещает путь для био-роботов

16 марта
Свет освещает путь для био-роботов

Новый класс миниатюрных биологических роботов, или био-роботов, увидел свет - и следит, где светит свет.

Биоботы питаются от мышечных клеток, которые были генетически сконструированы, чтобы реагировать на свет, давая исследователям контроль над движением роботов, что стало ключевым шагом к их использованию в приложениях для здоровья, зондирования и окружающей среды.

Под руководством Рашида Башира, главы биоинженерии Университет штата Иллинойс, исследователи опубликовали свои результаты в Трудах Национальной академии наук.

Свет является неинвазивным способом борьбы с этими машинами, - сказал Башир. -Это дает нам гибкость в проектировании и движения.

Группа Башира ранее продемонстрировала биороботов, которые были активированы с помощью электрического поля, но электричество может вызвать нежелательные побочные эффекты в биологической среде и не позволяет селективную стимуляцию различных областей мышцы, чтобы управлять биоботом, сказал Башир.

Новая технология световой стимуляции является менее инвазивной и позволяет исследователям управлять биороботами в различных направлениях. Биоботы поворачиваются и идут на световой раздражитель, сказал Башир.

Исследователи начинают с выращивания кольца мышечной ткани из клеток мышей. Мышечные клетки имеют ген, добавленный так, чтобы определенная длина волны синего света заставляла мышцы сокращаться. Кольца замыкаются вокруг сообщения на 3D-печатных гибких магистральных сетях, в диапазоне от приблизительно 7 мм до 2-х сантиметров в длину.

Скелетная мышца кольца, которую мы создали, имеют форму колец или резинок, потому что мы хотим, чтобы они были модульными, - сказал аспирант Риту Раман, первый автор статьи.

Это означает, что мы можем рассматривать их как строительные блоки, которые можно комбинировать с любым 3D отпечатанным скелетом, чтобы сделать биороботов для множества различных приложений.

В дополнение к модульной конструкции, тонкие кольца мышцы имеют преимущества, позволяя свету и питательным веществам диффундировать в ткань со всех сторон. Это контрастирует с предыдущими конструкциями биоботов, которые использовали толстую полосу мышечной ткани, выращенной вокруг скелета.

Исследователи испробовали скелеты различных размеров и форм, чтобы найти, какие конфигурации генерируют наиболее чистое движение. Они также упражняют мышечные кольца ежедневно, вызывая мышцы мигающим светом, чтобы сделать их сильнее, так что боты идут все дальше с каждым сокращением.

Это гораздо более гибкий дизайн, - сказал Башир. С помощью колец, мы можем соединить любые два сустава или сухожилия на 3D отпечатанном скелете. Мы можем иметь несколько ног и несколько колец.

С помощью света, мы можем контролировать, в каком направление оно двигается. Теперь люди могут использовать эту функцию, чтобы построить системы высшего порядка.

Источник

Просмотров: 238