تلفیق بافت عضلانی زنده با روبات ها

محققان ژاپنی راهی برای تلفیق بافت عضلانی زنده با روبات ها پیدا کرده اند !!!

بافت های عضلانی زنده، رشد یافته در آزمایشگاه به ربات ها برای تکان دادن انگشتانشان کمک می کند !

وقتی که صحبت از ساخت روباتها می شود، چرا از ابتدا شروع کنیم؟ وقتی طبیعت مواد و قطعات بهتر از قطعات مصنوعی ما را از قبل طراحی کرده است! محققان ژاپنی در حال حاضر راه جدیدی برای تلفیق بافت عضلانی زنده با روبات ها پیدا کرده اند. آنها بافت های عضلانی زنده را به یک اسکلت انگشت رباتیک پیوند زده اند که این بافت ها به این ربات اجازه حرکات واقع گرایانه و شبیه به انسان را می دهند.

این اولین بار نیست که دانشمندان روباتها و سلولهای زنده را به هم پیوند می زنند.. در سال 2016، محققان از سلولهای قلب موش متصل به یک اسکلت طلایی برای ایجاد یک ” زیست ربات/ biorobot ”  که بوسیله نور حرکت می کرد استفاده کردند. مدت کوتاهی پس از آن، یک تیم دیگر یک ربات خزنده را از عضلات نوعی کرم دریایی را تولید کردند.

محققان دانشگاه توکیو برای ایجاد این ربات زیستی جدید، بافت های عضلانی را در بالای یک اسکلت روبوتیک رشد دادند.آنها در ابتدا با ورق های هیدروژل حاوی میوبلاست ها یا بافت های پیش سلول عضلانی، شروع کردند. این بافت ها به نقاط اتصال بر روی اسکلت متصل کردند. بنابراین عضلات همانند الیاف رشد کردند.

از الکترود نیز برای شبیه سازی پیام های عصبی برای منقبض کردن عضلات استفاده می شود، که به ربات اجازه حرکت کردن و خم شدن همانند انگشت در مفصل را می دهد. در مطالعات قبلی، عضلات مصنوعی قبل از اینکه به میزان لازم کارایی داشته باشند، از بین می رفتند، اما محققان توکیو با تنظیم آنها در مخالفت طبیعی همانند بدن، جایی که دو عضلات با یکدیگر برای رسیدن به یک هدف در روش های مختلف همکاری می کنند. توانستند عمر و عملکرد حرکت ربات زیستی را بهبود بخشند برای مثال، در حالیکه یک عضله در حال منقبض شدن و کشیدن اندام است، دیگری در حال بسط دادن و قرار دادن آن عضله در جهت مورد نظر است.

شوجی تاکئوچی، سخنگوی تیم تحقیقاتی می گوید: “هنگامی که ما عضلات را ساختیم، با استفاده از آنها به عنوان جفت متضاد در ربات،  یکی منقبض شونده دیگر گسترش و بسط دهنده، موفق شدیم حرکاتی درست مثل بدن را شبیه سازی کنیم.در واقع آنها با اعمال نیروی مخالف به یکدیگر، از لرزش و نابودی که در مدل ها و مطالعات قبلی مانند اتفاق افتاده جلوگیری کردند.

برای آزمایش این طراحی و کشف جدید، محققان نوعی از انگشت رباتیک را ایجاد کردند که می تواند تا 90 درجه در هنگام فعال شدن بوسیله الکتریسیته حرکت کند. یکی از این رباتها به تنهایی قادر به برداشتن و حرکت دادن یک حلقه بود، در حالی که دو تا از آنها میتوانند یک قاب مربع را انتخاب کنند. به دلیل طراحی antagonistic (مخالف)، عضلات می توانند بیش از یک هفته بدون نابودی فعالیت کنند.

یویا موریموتو، نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: “یافته های ما نشان می دهد که با استفاده از این سازه های با طراحی مخالف هم عضلات، این ربات می توانند اقدامات انگشت انسان را تقلید کنند.” “اگر ما بتوانیم  تعداد بیشتری از این عضلات را به یک دستگاه واحد متصل کنیم،  باید بتوانیم درگیری های عضلانی پیچیده ای همانند بدن انسان نظیر حرکت  دست ها، بازوها و سایر قسمت های بدن را شبیه سازی کنیم.

این تحقیقات در مجله Science Robotics منتشر شده و شما در ادامه می توانید ویدیویی از نحوه عملکرد این ربات را تماشا کنید.

 

همچنین بخوانید

 

 

منبع : University of Tokyo