Descoperirea ar putea duce la roboți moi, periculoși
În context: Realizarea roboților mai compatibili din punct de vedere biologic a fost o provocare pe care oamenii de știință o abordează de ani buni. Până acum, au reușit în primul rând să creeze fibre musculare cultivate de laborator care se contractă de-a lungul unui singur avion. Acest lucru funcționează bine pentru un braț robotizat care se apleacă la o singură articulație, dar se încadrează când vine vorba de mișcări mai complexe. În schimb, mușchii corpului uman sunt mult mai versatili datorită fibrelor aranjate în modele complexe, încrucișate.
Acum, inginerii MIT au făcut un pas major către dezvoltarea roboților care înlocuiesc angrenajele rigide cu ceva mult mai moale – aproape ca țesutul muscular viu real. Cu alte cuvinte, au găsit o modalitate de a crește mușchiul artificial care se poate flexa în mai multe direcții.
Pentru a realiza acest lucru, au conceput o nouă tehnică de ștampilare care imprimă 3D caneluri minuscule într -un gel moale. Procesul propriu -zis este complex, dar pentru a simplifica: atunci când celulele musculare sunt însămânțate pe gel, acestea cresc de -a lungul acestor modele canelate. Ca dovadă a conceptului, cercetătorii au fabricat chiar și un iris artificial folosind această metodă.
Irisul este inelul mușchiului care controlează dilatarea elevului în ochiul uman. Este format dintr -un set interior de fibre circulare concentrice și un strat exterior de fibre radiante. Gelul ștampilat a replicat unele dintre aceste modele, rezultând un elev cu mușchi care se poate dilata și contracta, la fel ca adevăratul lucru.
„Credem că am creat primul robot alimentat cu mușchi scheletici care generează forță în mai multe direcții”, a spus Ritu Raman, un inginer de țesut la MIT. „Acest lucru a fost activat de această nouă abordare de ștampilare”.
Desigur, au existat provocări de depășit. Pentru unul, gelul este extrem de delicat. Raman a explicat că este mult mai moale decât Jello și dificil de aruncat pentru că se sfâșie ușor. Depășirea acestei încercări și erori necesare, dar rezultatele au meritat.
Tehnica de ștampilare este extrem de versatilă, permițând cercetătorilor să „blueprineze” în esență orice arhitectură musculară dorită, prin simpla programare a modelului de canelură a timbruului. Ștampilele în sine pot fi produse folosind o imprimantă 3D standard Tabletop.
Această flexibilitate deschide o gamă vastă de posibilități, permițând cercetătorilor să reproducă totul, de la contracțiile învolburate ale mușchilor inimii până la mișcările înfășurate ale tractului digestiv.
Privind în viitor, echipa intenționează să experimenteze cu diferite machete și tipuri de celule dincolo de mușchiul scheletului. Odată ce inginerii robotici încep să integreze aceste bio-țesuturi programabile în proiecte, poate apărea o nouă eră a mașinilor.
Raman a avut în vedere un caz de utilizare interesant.
„În loc să folosim actuatoare rigide care sunt tipice în roboți subacvatici, dacă putem folosi roboți biologici moi, putem naviga și să fim mult mai eficienți din punct de vedere energetic, în timp ce suntem complet biodegradabili și durabili”, a spus ea. „La asta sperăm să construim.”
