OstraBot: робот-рыба на живых мышцах поплыл 467 мм в минуту — рекорд для биогибридов
NewsMakerМышцы были слабые, вялые, бесполезные — пока им не устроили спарринг прямо в чашке Петри.
В биогибридной робототехнике давно есть одна серьёзная проблема: выращенные в лаборатории мышцы обычно слишком слабы, чтобы робот двигался быстро, уверенно и предсказуемо. Исследователи из Национального университета Сингапура предложили обойти это ограничение без сложных внешних систем. Команда создала платформу, в которой две искусственно выращенные мышечные ткани соединены так, что во время созревания постоянно тянут друг друга и за счет этого постепенно становятся сильнее.
Идея опирается на известную особенность незрелых мышечных клеток. На ранних стадиях развития такие ткани способны самопроизвольно сокращаться. Обычно такие сокращения считают просто частью роста. Сингапурская группа решила превратить их в полезную нагрузку. Исследователи соединили две мышечные ткани через подвижную конструкцию так, что сокращение одной растягивало другую, а затем в ответ сокращалась уже она. Получался непрерывный цикл взаимной работы, который усиливал оба образца без внешней стимуляции и без дополнительного управления.
Подход дал заметный прирост по силе. После такой подготовки мышцы развивали максимальное усилие 7,05 миллиньютона, а механическое напряжение достигало 8,51 миллиньютона на квадратный миллиметр. Для биогибридных систем это очень высокий показатель. Важна и другая деталь: исследователи опирались не на редкие экспериментальные клетки, а на доступную лабораторную культуру. Благодаря этому другим группам будет проще повторить метод и проверить результаты.
Затем усиленные мышцы встроили в биогибридного робота OstraBot. По конструкции это небольшой плавающий робот, вдохновленный кузовковыми рыбами. Движение обеспечивала одна подготовленная мышца, которая приводила в работу гибкие хвостовые элементы. В таком виде OstraBot развил скорость 467 миллиметров в минуту. Авторы работы называют этот результат рекордным для роботов, которые движутся за счет скелетной мышцы. По сравнению с версиями, где использовали обычную мышечную ткань, робот плыл более чем в три раза быстрее.
В биогибридной робототехнике давно есть одна серьёзная проблема: выращенные в лаборатории мышцы обычно слишком слабы, чтобы робот двигался быстро, уверенно и предсказуемо. Исследователи из Национального университета Сингапура предложили обойти это ограничение без сложных внешних систем. Команда создала платформу, в которой две искусственно выращенные мышечные ткани соединены так, что во время созревания постоянно тянут друг друга и за счет этого постепенно становятся сильнее.
Идея опирается на известную особенность незрелых мышечных клеток. На ранних стадиях развития такие ткани способны самопроизвольно сокращаться. Обычно такие сокращения считают просто частью роста. Сингапурская группа решила превратить их в полезную нагрузку. Исследователи соединили две мышечные ткани через подвижную конструкцию так, что сокращение одной растягивало другую, а затем в ответ сокращалась уже она. Получался непрерывный цикл взаимной работы, который усиливал оба образца без внешней стимуляции и без дополнительного управления.
Подход дал заметный прирост по силе. После такой подготовки мышцы развивали максимальное усилие 7,05 миллиньютона, а механическое напряжение достигало 8,51 миллиньютона на квадратный миллиметр. Для биогибридных систем это очень высокий показатель. Важна и другая деталь: исследователи опирались не на редкие экспериментальные клетки, а на доступную лабораторную культуру. Благодаря этому другим группам будет проще повторить метод и проверить результаты.
Затем усиленные мышцы встроили в биогибридного робота OstraBot. По конструкции это небольшой плавающий робот, вдохновленный кузовковыми рыбами. Движение обеспечивала одна подготовленная мышца, которая приводила в работу гибкие хвостовые элементы. В таком виде OstraBot развил скорость 467 миллиметров в минуту. Авторы работы называют этот результат рекордным для роботов, которые движутся за счет скелетной мышцы. По сравнению с версиями, где использовали обычную мышечную ткань, робот плыл более чем в три раза быстрее.