Американские инженеры разработали несколько моделей беспроводного биогибридного робота eBiobot, который двигается при помощи актуаторов на основе трансгенных мышц. Мышцы сокращаются при воздействии на них света определенной длины волны. Биобот разгоняется до 0,83 миллиметра в секунду, а его двуногая версия может изменять направление своего движения.

Статья с описанием разработки опубликована в журнале Science Robotics.

Миниатюризация роботов подталкивает инженеров к поиску новых типов актуаторов, так как привычные виды — например электродвигатели — сложно или даже невозможно установить на маленькие аппараты. Одним из кандидатов на эту роль могли бы стать биогибридные роботы, в которых для актуации применяются искусственно выращенные мышцы. Работа над ними ведется уже какое-то время.

Например, исследователи из Токийского университета еще пять лет назад создали актуатор на основе миобластов мышечной ткани крыс, который способен поднимать небольшие грузы. Он состоит из рамы с закрепленной на ней парой мышц-антагонистов, активация которых происходит с помощью электрических импульсов, передаваемых через электроды.

Несмотря на простоту таких систем, у активации электричеством есть недостатки. Например, слабая избирательность — электрический ток может активировать не только целевые клетки, но и те, что находятся рядом с ними, нарушая их нормальную работу. Поэтому чтобы таким биоботам нашлось применение, например, в медицине, хорошо бы найти какой-то другой способ активировать их мышцы.

Техника выборочной активации клеток в живых системах есть и давно применяется биологами — это оптогенетика. Для этого в геном целевых клеток внедряют ген ChR2 (канальный родопсин-2), который кодирует белок, чувствительный к синему свету с длиной волны около 480 нанометров. Полученные фоточувствительные ткани затем можно активировать, просто посветив на них.

По этому пути пошли исследователи из группы под руководством Рашида Башира (Rashid Bashir) из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне. Основываясь на своих более ранних разработках, они создали биогибридного робота eBiobot с актуаторами из светочувствительной мышечной ткани.