Американские биоинженеры создали робота-ската, мышцы которого состоят из клеток сердечной мышцы крыс. Они приводятся в действие золотыми микроэлектродами и позволяют роботу двигать плавниками, подобно настоящим скатам, сообщается в работе, опубликованной в журнале Advanced Materials.

Обычно ученые и инженеры создают роботов исключительно из искусственных компонентов, но некоторые из них работают над совмещением биологических и электронных компонентов. Это позволяет создавать совместимых с живыми организмами роботов, а также может помочь в разработке технологий для создания нейроинтерфейсов и других устройств, напрямую взаимодействующих с человеческим организмом.

Ученые под руководством Али Хадемхосейни (Ali Khademhosseini) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали робота-ската, который использует для движения кардиомиоциты крыс — клетки сердечной мышцы. В 2016 году другая группа ученых уже создала похожего искусственного ската, который также использовал в качестве мышц крысиные кардиомиоциты, но он имел важное отличие от новой разработки — эти клетки активировались с помощью света. Ученые из Калифорнийского университета решили использовать другое строение и способ активации мышц.

Su Ryon Shin et al. / Advanced Materials, 2017

Новый робот состоит из четырех слоев с разными материалами. Нижний слой состоит из полиэтиленгликоля и представляет собой продольный каркас, напоминающий по строению и функциям скелетное строение настоящих скатов. Второй слой состоит из золотых электродов, которые имеют легко растягивающуюся зигзагообразную структуру. На этот слой помещен каркас из гидрогеля, содержащего углеродные нанотрубки, причем он имел перпендикулярную первому слою периодическую структуру. На этот гидрогелевый каркас помещался последний слой — кардиомиоциты, которые разрастались на каркасе.

Многослойное строение робоската. Su Ryon Shin et al. / Advanced Materials, 2017

Исследователи создали робота с таким строением и длиной около сантиметра. В отличие от аналогичной разработки, новый робот приводится в действия за счет электрических импульсов, которые заставляют слой с мышцами сокращаться и изгибаться. После того, как электроды прекращают стимулировать мышцы, первый слой заставляет конструкцию принимать исходную форму. Таким образом робоскат может взмахивать плавниками и возвращать их в исходное положение. Ученые продемонстрировали движение прототипа:

Недавно группа китайских и британских ученых создала другого робота на основе живых клеток. Они покрыли волокна водорослей спирулины магнетитом и получили спиральные микрочастицы, которые могут двигаться под действием магнитного поля даже в вязких жидкостях.

Автор: Григорий Копиев