Nadchodzą bioroboty. Zbudowano maszynę z żywej tkanki

Imponujący rozwój robotyki, jaki dokonuje się na naszych oczach dotyczy nie tylko typowych maszyn. Wraz z nimi rozwijają się fascynujące hybrydy, będące połączeniem maszyny z żywą tkanką. Jak działa taki sprzęt i jakie jest jego zadanie?

Pomysł, by połączyć elektronikę z fragmentami żywych organizmów wydaje się dość makabaryczny, jednak badania nad wykorzystaniem tkanek do budowy robotów trwają od lat. Spektakularnym przykładem udanego eksperymentu może być wykorzystanie układu nerwowego ćmy do sterownia pojazdem, co udało się osiągnąć w 2009 roku.

Naukowcy z Uniwersytetu w Tokio połączyli wówczas część układu nerwowego owada z układem sterowania niewielkiego, kołowego robota. Sensory zapachowe na głowie ćmy wyłapywały zapach samicy, przekazywały informację o tym do mózgu, a ten wysyłał odpowiednie impulsy do mięśni owada. W tym przypadku mięśni nie było - głowa ćmy była oddzielona od ciała, a impulsy były przechwytywane i zamieniane na sygnały, sterujące ruchami robota.

Od tamtego eksperymentu minęło już niemal pięć lat, jednak temat biorobotów – tym razem w nieco mniejszej skali - ponownie stał się aktualny za sprawą udanego doświadczenia, przeprowadzonego przez zespół profesora Rashida Bashira z Instytutu Bioinżynierii Uniwersytetu w Ilinois.

Za pomocą druku 3D stworzono tam rodzaj szkieletu z elastycznego hydrożelu, z którym połączono fragmenty tkanki mięśniowej. Stymulując mięśnie za pomocą impulsów elektrycznych udało się w kontrolowany sposób wprawić robota w ruch, a następnie kontrolować jego prędkość.

Poprzednie, przeprowadzone dwa lata temu eksperymenty z mięśniami, pobranymi z serca szczura również dały pozytywny rezultat, ale wówczas nie było możliwości, by w jakikolwiek sposób kontrolować biorobota.

Powodzenie doświadczenia otwiera drogę do dalszych badań. Kolejnym krokiem będzie dołączenie neuronów, dzięki którym bioniczne roboty będą mogły reagować na bodźce i np. samodzielnie zmieniać kierunek, podążając w stronę światła lub zapachu. Jaki jest cel tych badań? Po co w ogóle budować maszynę wykorzystującą żywe tkanki? Zdaniem profesora Rashida ma to sens:

Prof. Rashid Bashir:

Żywe tkanki są biodegradowalne i mogą funkcjonować w płynie, dostarczającym im składniki odżywcze. Dzięki temu nie wymagają zewnętrznych baterii, a w przyszłości będą mogły być kierowane z wykorzystaniem neuronów.

Do czego mogą się przydać takie urządzenia? Rashid Bashir wskazuje przede wszystkim na zastosowania medyczne i możliwość działania takich urządzeń wewnątrz ludzkiego ciała.

Prof. Rashid Bashir:

Planujemy wykorzystać je w roli autonomicznych czujników. Chcemy by były w stanie wyczuwać określone związki chemiczne i podążać w ich kierunku, by na przykład wypuścić środki, neutralizujące jakieś toksyny. Możliwość kontroli nad nimi to duży krok w stronę osiągnięcia tego celu.

Nie ma to – jak widać – wiele wspólnego z terminatorem i groźnymi maszynami, jednak pokazuje, że budowa maszyn, wykorzystujących żywe tkanki jest możliwa, a urządzenia tego typu mogą w niektórych przypadkach okazać się skuteczniejsze od robotów, zbudowanych w całości z materii nieożywionej.

W artykule wykorzystałem informacje z serwisów Engadget, Gizmag, University of Illinois, Kurzweil Accelerating Intelligence i Tech Times.