Miniaturní robot „rejnok“ využívá buněk srdeční svaloviny k řízenému pohybu

  • Hybridní forma minirobota kombinuje konstrukci ze zlata a upravených buněk srdeční svaloviny
  • Geneticky upravená tkáň se ovládá pomocí světla
  • Výzkum umožní posunout vývoj v oblasti umělého biohybridního srdce pro člověka

Robotika se rozvíjí rychle jak v případě velkých robotů, tak i těch miniaturních. Nedávno ukázali inženýři z Boston Dynamics nový model robota „psa“, který už je poměrně efektivní v pohybu v běžném prostředí a poradí si i s nějakými těmi problémy.

U miniaturních robotů lze vidět spoustu jednoduchých řešení, které například imitují konstrukci živého organismu nebo zvířete. Nejinak je tomu u nového typu robota od vědců z Harvardovy univerzity, kteří ale šli rovnou cestou hybridního řešení. Miniaturní „biorobot“ totiž kombinuje kov a živou tkáň.

Inspirace u rejnoka

Nápad na realizaci miniaturního robota o velikosti mince, který vypadá jako zmenšený rejnok, nevznikl jen tak. Vedoucí týmu Kit Parket byl zkrátka před více než čtyřmi lety na návštěvě zoo, kde byli také vystavováni rejnoci. A právě díky tomu si všiml podobnosti mezi jejich systémem pohybu ve vodě se srdeční svalovinou.

Klepněte pro větší obrázek
Složení biohybridního robota

Cílem se tak stalo vytvoření hybridní formy miniaturního robota, který bude tohoto principu využívat. Tento umělý „minirejnok“ se skeletem ze zlata, které pouze uchovává elastickou energii, tvoří hlavně geneticky modifikovaná tkáň ze srdeční svaloviny krys (Kardiomyocyty).

Reaguje na světlo

Upravením genetického kódu (Optogenetika), je možné u přibližně 200 000 tisíc buněk, které byly vytištěné do tenké vrstvy kolem zlatého skeletu, spouštět kontrakci pomocí světla. Zlatý skelet funguje tak, že po kontrakci tkáně a vypnutí světelného zdroje vrátí tělo robota do původního tvaru.

Klepněte pro větší obrázek
Detaily uspořádání použitých buněk srdeční svaloviny krys

Rozložení buněk je natolik pokročilé, že lze poměrně přesně ovládat směr a rychlost pohybu dle frekvence světla. Díky tomu se může tento biorobot s pomocí světelného řízení vyhnout například různým překážkám a podobně.

Vytvořený prototyp dosáhl na průměrnou rychlost 1,5 mm za sekundu na vzdálenosti 250 mm a dokázal si 80 % této rychlosti udržet po dobu šesti dní testování. Podle oficiálních materiálů jde tak o jeden z nejefektivnějších biohybridních systémů.

Energeticky efektivní

Současná verze funguje pouze velmi omezeně a vyžaduje speciální prostředí, ale vědci počítají s tím, že do budoucna se podaří vytvořit podobné hybridní roboty, využívající živiny přímo z těla nebo jiných zdrojů.

Klepněte pro větší obrázek
Ukázka ovládání při pohybu dle frekvence světla

Díky tomu budou velmi energeticky efektivní, protože v případě systémů typu umělého srdce, které budou propojené s lidským tělem a musí fungovat samostatně a neustále uvnitř těla, nelze použít standardní technologie ukládání energie, které používáme u elektroniky.

Do budoucna se počítá s tím, že tkáň bude možné geneticky upravit tak, aby reagovala na jiný druh signálů, například elektrický.

Co je živé a neživé?

Dle vyjádření se pochopitelně objevují i etické otázky, jak k takovým hybridním systémům přistupovat. I když využívají živou tkáň, nedokážou se sami rozmnožovat.

Klepněte pro větší obrázek

To by se ale mohlo v budoucnu změnit, obzvláště s přechodem na ještě menší rozměry a příchodem nanorobotů. Lze tak čekat, že se z mnoha běžných pohledů rozdíl mezi neživou a „živou“ hmotou začne v takovém případě postupně ztrácet. Ale není se čemu divit – vše je ze stejných atomů, jde jen o jejich uspořádání pro provádění logických operací.

Oficiální materiál k výzkumu naleznete zde.

Diskuze (3) Další článek: V Radešíně vaří pivo počítač. Na celý pivovar stačí jediný člověk

Témata článku: Technologie, Roboti, Pohyb, Běžné prostředí, Hybridní systém, Hybridní robot, Živá data, Nejnovější generace, Současná verze, MINI +, Robot, Elastic, Oficiální materiál, Řízení, Provádění, Velký robot, Tkáň, Mince, Hybridní řešení, Robotika, Animal, Vytvořený prototyp, Běžný pohled, Miniaturní robot, Harvardovy



Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

** Lidstvo se připravuje na kolonizaci Měsíce ** Jednou ze základních surovin, bez nichž se na naší přirozené družici neobejdeme, je nepochybně kyslík ** Kde ho vzít?

Stanislav Mihulka
KolonizaceMěsícO2
Jeden z nejpodivnějších objektů ve Sluneční soustavě odpálil další explozi

Jeden z nejpodivnějších objektů ve Sluneční soustavě odpálil další explozi

** Kometa 29P/Schwassmann–Wachmann je pozoruhodná tím, že víceméně pravidelně vybuchuje ** A letos se vyloženě předvádí ** V srpnu odpálila pořádnou erupci, v září doslova supererupci a 24. října následovala další velice silná exploze

Stanislav Mihulka
AstronomieKomety
V definitivní edici GTA The Trilogy se našel i nedokončený VR mód

V definitivní edici GTA The Trilogy se našel i nedokončený VR mód

Rockstar se sice snaží napravovat škody, které napáchal nepovedený remaster trojice dílů GTA. Objevila se ale další věc, kterou v něm vývojáři zapomněli.

Martin Nahodil
Grand Theft AutoVirtuální realitaKomentář
Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

** Klinická studie zkoumala vliv antidepresiva fluvoxamin na covid-19 ** Počet úmrtí souvisejících s covidem-19 klesl zhruba o 90 % ** Potřeba intenzivní lékařské péče se snížila zhruba o 65 %

Karel Kilián
COVID-19LékyDepreseMedicína
Apple si patentoval šílený iPhone. Je celý ze skla a má vysouvací komponenty

Apple si patentoval šílený iPhone. Je celý ze skla a má vysouvací komponenty

** Apple pustil fantazii na špacír a vymyslel celoskleněný mobil ** Na vizualizacích vypadá zajímavě, v praxi by byl asi hodně nepraktický ** Jde jen o další z konceptů, blízkou výrobu nečekejte

Martin Miksa
PrototypPatentiPhone
Korpusový vyhledávač Kontext Alpha je tajná zbraň každého milovníka češtiny

Korpusový vyhledávač Kontext Alpha je tajná zbraň každého milovníka češtiny

** Český národní korpus analyzuje tisíce textů ze všech oblastí života ** Vyhledávač Kontext v něm umí dokonale vyhledávat ** Je to skvělý nástroj pro milovníky češtiny a zbraň grammar nazis

Jakub Čížek
ČeskoVyhledávače