Крошечные роботы, обладающие мягким телом, могут успешно выполнять поставленные им задачи, действуя внутри биологических объектов, в том числе и человеческого тела. Несмотря на массу исследований в этом направлении, обеспечение возможности микророботов к самостоятельному и осмысленному передвижению так и остается труднореализуемой задачей, при решении которой разработчики сталкиваются с целым рядом проблем. Достаточно изящное решение данной проблемы удалось найти исследователям из университета Иллинойса, они создали микроробота, в конструкции которого использованы мускульные ткани и нейроны, и которые способны двигаться под воздействием падающего на них света.
Отметим, что ученые из Иллинойса работают в данном направлении уже достаточно давно, исследуя все возможные направления и варианты. В течение последних десяти лет ими было опубликовано множество работ, в которых по отдельности затрагивались темы использования мускульных тканей, нейронных нервных тканей и света, компонентов, которые в совокупности могут стать основой двигательной системы, позволяющей микророботам перемещаться или плавать совершенно самостоятельно.
“Наша первая “проба пера” была смоделирована на основе сперматозоида” – рассказывает профессор Тахер Сэйф (Taher Saif), – “Это первое поколение микророботов могло плавать достаточно быстро, используя “хвост”, приводимый в действие клетками сердечной мышечной ткани, которые обладают способностью к сокращению. Однако, эти микророботы не могли реагировать на изменения окружающей среды и принимать самостоятельные решения”.
Продолжая работу в данном направлении, исследователи разработали новую конструкцию микроробота, у которого появилось два “хвоста” вместо одного. Основой является слоистая мягкая конструкция, связанная с мускульными тканями и моторными нейронами, которым была искусственно привита высокая чувствительность к свету. Отметим, что все упомянутые биоматериалы были выращены из стволовых клеток, взятых у подопытных грызунов. И самым примечательным является то, что вся конструкция микроробота является полностью биоразлагаемой, бактерии и другие микроорганизмы, живущие внутри биологического объекта, через некоторое время не оставят от него ни единого следа.
Когда на микроробота попадает свет с определенными параметрами, светочувствительные нейроны возбуждаются и “стреляют”, заставляя сокращаться мускульные ткани, что двигает микроробота вперед. Варьируя параметры света можно в некоторой степени управлять возбуждением нейронов и воздействие, оказываемое ими на мускульные ткани. Таким образом можно заставить микроробота совершить поворот или изменить направление движения в вертикальной плоскости.
“Мы достигли достаточно важной вехи, продемонстрировав нейромускульный привод, заставляющий двигаться нашего микро-пловца” – пишут исследователи, – “Это, в свою очередь, открывает путь к развитию новых микроробототехнических биогибридных платформ, которые могут быть использованы в робототехнике, биоинженерии, медицине и во многих других областях”.
