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, Robota, Hybridní systém, Elastic, Hybridní robot, Miniaturní robot, Robotika, Robot, Srdeční sval, Hybridní řešení, Zoo, Buňka, Živá data, Světelné zdroje, Mince, Standardní technologie, Velký robot, Řízení, Rychlost pohybu, Provádění, Nejnovější generace, Běžné prostředí, Sval


Určitě si přečtěte

Byli tam! Důkazy o přistání na Měsíci, Lunochody i čínská sonda jsou vidět z vesmíru

Byli tam! Důkazy o přistání na Měsíci, Lunochody i čínská sonda jsou vidět z vesmíru

** Sonda LRO pořídila z oběžné dráhy Měsíce zajímavé snímky ** Jsou na nich vidět artefakty všech misí programu Apolla, které přistály na povrchu Měsíce ** Jde například o části lunárních modulů, rovery a dokonce i vlajky

Petr Kubala | 33

Windows 10 budou mít kompletní linuxové jádro. Zatím jen pro vývojáře

Windows 10 budou mít kompletní linuxové jádro. Zatím jen pro vývojáře

** Desítky si budou ještě více rozumět s Linuxem ** V létě získají jeho jádro pro vývojáře ** Microsoft představí také Windows Terminal

Jakub Čížek | 86

Windows 10 černé, nebo bílé? Rozhodněte, zda je hezčí černý motiv, nebo nový světlý

Windows 10 černé, nebo bílé? Rozhodněte, zda je hezčí černý motiv, nebo nový světlý

** Do Windows míří bílé téma a přebarví se spodní lišta i Start ** Od minulého roku má ale i téma tmavé. ** Jaké z těchto dvou je ale to hezčí?

Vladislav Kluska | 71

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

** Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je obdivuhodné technické dílo ** Stejná turbína vyrábí elektřinu i tlačí vodu zpět do horního jezera ** Strojovna elektrárny je zabudována v podzemí

David Polesný | 40

Při tragické nehodě Tesly Model 3 byl zapnutý autopilot. Neudělal nic, ukázalo vyšetřování

Při tragické nehodě Tesly Model 3 byl zapnutý autopilot. Neudělal nic, ukázalo vyšetřování

** V březnu došlo k tragické nehodě Tesly Model 3 ** NTSB vydala předběžnou vyšetřovací zprávu ** V okamžiku havárie jel vůz v režimu Autopilota

Karel Kilián | 120

Co pořídit k počítači: tipy na osvědčené klávesnice, sluchátka a další příslušenství

Co pořídit k počítači: tipy na osvědčené klávesnice, sluchátka a další příslušenství

** Toto jsou tipy Živě.cz na příslušenství k počítači, se kterým neuděláte chybu ** Klávesnice, myši, tiskárny, sluchátka... ** Vybíráme jak příslušenství na běžnou práci, tak na hraní her

David Polesný | 27