Japońscy naukowcy dokonali przełomu w biohybrydowej robotyce"

Biohybrydowe systemy to innowacyjne konstrukcje, które łączą elementy biologiczne – w tym przypadku ludzkie komórki mięśniowe – z komponentami technologicznymi, takimi jak wydrukowany w 3D szkielet dłoni. Ich celem jest wykorzystanie unikalnych właściwości żywych organizmów, takich jak zdolność do regeneracji, adaptacji czy wyjątkowa precyzja ruchu.

Zastosowana w eksperymencie technologia MuMuTAs (multiple muscle tissue actuators) opiera się na precyzyjnie hodowanych wiązkach mięśniowych, które mogą się kurczyć i rozluźniać pod wpływem sygnałów elektrycznych. To właśnie one pozwalają sterować poszczególnymi palcami biohybrydowej ręki.

Aby uzyskać optymalne właściwości skurczowe, badacze zdecydowali się na nietypowe rozwiązanie. Zamiast tradycyjnego sposobu hodowania tkanek na płaskich powierzchniach, wyhodowane włókna mięśniowe zostały zwinięte w rolki przypominające sushi. Dzięki temu udało się zmniejszyć ryzyko martwicy oraz poprawić przepływ tlenu, co znacząco wydłużyło żywotność tkanki.

Pomimo przełomowego charakteru badań, biohybrydowa dłoń wciąż ma swoje ograniczenia. Obecna wersja działa tylko w środowisku płynnym, co wynika z konieczności zapewnienia mięśniom odpowiednich warunków do funkcjonowania. Poza tym, podobnie jak naturalne tkanki, mięśnie biohybrydy ulegają zmęczeniu – po około 10 minutach intensywnej pracy wymagają odpoczynku.

Profesor Shoji Takeuchi z Uniwersytetu w Tokio zwrócił uwagę na konieczność dalszych udoskonaleń - według niego rozwiązania będą musiały mieć na uwadze sztuczne systemy dostarczania składników odżywczych oraz ochronne rusztowania podtrzymujące tkanki, aby mogły przejść do suchego środowiska. Profesor dodał, że inżynieryjne mięśnie mogą korzystać z ćwiczeń, aby zwiększać siłę skurczu - dokładnie tak, jak naturalne mięśnie.

Chociaż obecnie biohybrydowa ręka jest jedynie prototypem, już teraz mówi się o potencjalnych zastosowaniach tej technologii. Bioaktywowalne mięśnie mogą znaleźć zastosowanie w robotyce medycznej i protetyce, gdzie ich zdolność do precyzyjnych ruchów mogłaby przyczynić się do tworzenia bardziej naturalnych protez. Istnieje również możliwość wykorzystania ich w robotyce przemysłowej, gdzie precyzyjne manipulowanie przedmiotami jest kluczowe.

To dopiero początek drogi, ale wyniki badań są obiecujące. Niektóre z wyhodowanych w laboratorium mięśni funkcjonowały nawet przez 178 dni, co daje nadzieję na dalsze doskonalenie technologii.

Źródło: Interia/ Science Robotic

Zostań naszym Patronem! Twoje wsparcie ma znaczenie!