Робот с живыми мышцами

Каких только роботов мы уже не рассматривали, но тут все иначе. Теперь у роботов могут появится живые мышцы.

Ученые из Токийского университета промышленных наук создали биогибридного робота — роботизированное устройство, содержащее живую ткань, — который проработал больше недели. Первый шаг в создании биогибридного робота — создать скелет робота. Ученые создали свой вариант, используя 3D-печатную смолу. К скелету добавили суставы и анкеры, к которым можно было крепить живую ткань. Электроды должны были стимулировать живые мышцы, заставляя их сжиматься.

Следующим шагом стало создание живой мышцы. Для этого команда взяла миобласты, тип стволовых клеток, которые в конечном итоге созревают в различного рода мышечные клетки. Эти клетки были включены в гидрогелевые пластины. Затем ученые пробили дырки в пластинах, чтобы прикрепить их к анкерам скелета, и добавили несколько полосатых структур, которые должны стимулировать рост мышечных волокон между анкерами.

«Как только мы построили мышцы, мы успешно использовали их в качестве антагонистических пар у роботов, одна сжималась, а другая разжималась, как в теле», рассказал автор работы Сёдзи Такеучи. «Тот факт, что они оказывали противодействующую силу друг на друга, не давал им сокращаться и ухудшаться, как в предыдущих исследованиях».

Сигнатурное и единственное движение робота — изгибание «кончика пальца» вверх и вниз. Этого достаточно, чтобы поднять крошечное колечко и поместить его на колышек. Работая сообща, два робота смогли поднять небольшую квадратную плашку.

Статья с описанием разработки опубликована в Science Robotics. Исследователи создали актуатор, использовав в качестве его основы клетки-миобласты, взятые из скелетной мышечной ткани крыс. Они поместили раствор с клетками и питательной средой для них в гидрогель, который затем залили в специальную форму. Через некоторое время в гидрогеле образовывалась мышечная ткань, способная сокращаться.

Механическую часть актуатора выполнена из полимера, а также шарнира. С двух сторон актуатора располагаются полоски мышечной ткани, жестко закрепленные с одного конца, а с другого связанные с шарниром с помощью париленовых пленок. За счет такой конструкции шарнир может двигаться в обе стороны, в зависимости от того, с какой стороны сокращается мышца.



Для управления сокращениями мышц исследователи расположили рядом с их концами электроды. Создаваемое между парой электродов электрическое поле заставляет сокращаться находящуюся рядом мышцу, но не влияет на мышцу с другой стороны актуатора. Исследователи продемонстрировали, что актуатор может отклонять шарнир почти на 90 градусов, и за счет этого выполнять различные движения, например, переносить небольшие объекты.



Наши результаты показывают, что, используя эту антагонистическую структуру мышц, роботы могут имитировать действия человеческого пальца. Если мы сможем объединить больше этих мышц в единое устройство, то сможем воспроизвести сложное мускульное взаимодействие кистей, рук и других частей тела,

— говорит ведущий автор Юя Моримото (Yuya Morimoto).

источники
https://qz.com/1293276/watch-a-robotic-finger-uses-its-lab-grown-muscles-to-lift-an-object/

Взято: masterok.livejournal.com

уникальные шаблоны и модули для dle