Nauja robotų karta: miniatiūriniai biologiniai robotai (Video)

Ilinojaus universiteto (angl. University of Illinois) inžinieriai pristatė naujos kartos vaikščiojančius bio robotus, kurių veikimo galia, neįtikėtina, tačiau yra „paremta“ raumenų ląstelėmis, o jų kontrolė priklauso nuo elektrinių impulsų.

Nagrinėjant robotų technikos privalumus bei neigiamus aspektus, galima teigti, jog vienas iš robotų trūkumų yra tai, jog jų galios šaltinis – elektriniai motorai, kurie dažniausiai yra dideli, nepatogūs, sunkūs, o sugedę visuomet turi būti pakeisti neretai tampa kliūtimi tobulėjimo procesams. Tačiau gyvūnai naudoja biologinį motorą – raumenį, taip pat reikalaujantį tam tikro judesio ar iškrovos, bet veikiantį kur kas paprasčiau, lengviau bei sugebanti „remontuotis“. Remdamiesi šiuo aspektu mokslininkai pagrindė naują bio robotų teoriją. „Biologinis įjungimas, varomas ląstelių, yra pamatinis veiksnys, siekiant suprojektuoti bet kokią biologinę mašiną. Mes stengiamės integruoti inžinerijos principus į biologiją, kad galėtume sukurti biologines mašinas bei sistemas, kurios būtų naudingos aplinkos ir medicinos pritaikymui. Biologija yra nepaprastai galinga, tad jeigu mes galėtume kažkaip išmokti panaudoti jos privalumus naudingiems tikslams, tai reikštų didingų dalykų pradžią”, spaudai teigia projekto vadovas Rashid Bashir.

R. Bashir vadovaujama mokslininkų komanda jau ilgą laiką siekia sukurti tobulą biologinį mikro–robotą. Anksčiau kūrėjai pademonstravo bio robotus, kurių savarankiškas judėjimas buvo „pagrįstas“ žiurkių širdies ląstelėmis. Vis dėlto ši technika nepasiteisino dėl sudėtingo pritaikymo bei valdymo. Tačiau nauji biologiniai robotai yra kontroliuojami kur kas paprasčiau – skeleto raumenų ląstelės, duodančios veikimo galią mikro–robotams, gali būti „sukrutintos“ elektriniu impulsu, o tai mokslininkams suteikia galimybę lengvai valdyti bio robotus, pritaikant konkrečias komandas.

Biologinio roboto dizaino įkvėpimo šaltiniu tapo raumenų, sausgyslių bei kaulų kompleksas randamas gamtoje. Roboto stuburą sudaro 3-D spausdinimo būdu sukurta hidrogelinė atrama, kuri yra pakankamai tvirta, jog išliktų stabili, bet taip pat ir ganėtinai lanksti, kad lankstytųsi kaip sąnarys. Bio robotas taip pat turi hidrogelines pėdas, veikiančias naudojant kontrolės impulsus. Roboto greitis kontroliuojamas reguliuojant elektros stimuliacijos dažnį.

„Natūralu, jog rėmėmės biologinės mimikrijos principais, tokiais kaip gimtasis kaulų ir raumenų sistemos organizavimas. Šis darbas reprezentuoja itin svarbų periodą biologinių mašinų kūrime bei valdyme. Mašinų, kurios gali būti skatinamos, mokomos ar programuojamos įvykdyti užduotis. Neįtikėtina manyti, jog ši sistema gali tobulėti iki naujos biologinių robotų kartos, būsiančios naudinga vaistų pristatyme, chirurgijoje, kuriant „išmaniuosius“ implantus, mobiliuosius aplinkos analizatorius bei daugybę kitų programų…”, teigia biologinių robotų tiriamojo darbo bendraautorė Caroline Cvetkovic.

Tolesnis mokslininkų „noras“ yra įgyti dar didesnę bei patikimesnę bio robotų kontrolę, siekiant stabilumo ir dinamikos… „Mūsų tikslas – pasiekti, jog šie prietaisai būtų naudojami kaip autonominiai sensoriai”, žiniasklaidai teigė kūrėjų komandos vadovas.