الأنسجة العضلية المحصودة من خلايا الفئران تحرك الروبوتات “الهجينة الحيوية”

في بعض الأحيان توفر الطبيعة أفضل المخططات لبناء الروبوتات الفعالة. ويمكنه أيضًا توفير أفضل المواد. لقد أدت مليارات السنين من اختيار الطبيعة إلى بناء بعض الآلات الرائعة، لذلك لا يمكنك إلقاء اللوم على المهندسين لاقتراضهم القليل من الإلهام من العالم من حولهم. وعلى وجه الخصوص، فإن مجال الروبوتات الناعمة – بمكوناته المرنة والمتوافقة – يدين بالكثير لبيولوجيا الحيوان.

في حين أن هذه الأنظمة لها أشكال لينة، إلا أن العديد من مكوناتها لا تزال جامدة مثل نظيراتها التقليدية. ويعمل الباحثون على جلب عناصر مرنة لخلق الحركة لهذه الروبوتات الناعمة. وكما يقول معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بإيجاز: “عضلاتنا هي المحركات المثالية للطبيعة”.

ومع ذلك، فإن الفريق يتجاوز مجرد محاكاة العضلات هنا. يستخدم الباحثون في المدرسة الأنسجة العضلية الحية جنبًا إلى جنب مع أجزاء الروبوت الاصطناعية لتصنيف الروبوتات المعروفة باسم “الهجين الحيوي”.

وأكد ريتو رامان، أستاذ الهندسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، هذه العملية مع موقع TechCrunch، قائلاً: “نحن نبني الأنسجة العضلية من خلايا الفأر، ثم نضع الأنسجة العضلية على الهيكل العظمي للروبوت الخاص بنا. وتعمل العضلات بعد ذلك كمحركات للروبوت، وفي كل مرة تنقبض العضلات، يتحرك الروبوت.

ترتبط الألياف العضلية بجهاز “يشبه الزنبرك” يسمى “الثنية”، والذي يعمل بمثابة نوع من الهيكل العظمي للنظام. قد يكون من الصعب العمل مع الأنسجة العضلية البيولوجية ولا يمكن التنبؤ بها بشكل عام. إذا تُركت الأنسجة في طبق بتري، فسوف تتوسع وتنكمش كما هو مأمول، ولكن ليس بطريقة خاضعة للرقابة.

ومن أجل أن يتم نشرها في الأنظمة الروبوتية، يجب أن تكون موثوقة ويمكن التنبؤ بها وقابلة للتكرار. في هذه الحالة، يتطلب ذلك استخدام هياكل متوافقة في اتجاه ومقاومة في الاتجاه الآخر. وجد فريق رامان الحل في مختبر التصنيع التابع للبروفيسور مارتن كولبيبر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

لا تزال هناك حاجة إلى تعديل الثنيات لتتوافق مع مواصفات الروبوت، وفي النهاية اختيار الهياكل ذات نسبة 1/100^ذ تصلب الأنسجة العضلية. يقول رامان: “عندما تنقبض العضلة، تتحول كل القوة إلى حركة في هذا الاتجاه”. إنه تضخيم هائل.”

يمكن تطبيق نظام الألياف العضلية/الثني على أنواع مختلفة من الروبوتات بأحجام مختلفة، لكن رامان يقول إن الفريق يركز على إنشاء روبوتات صغيرة للغاية يمكن أن تعمل يومًا ما داخل الجسم لأداء إجراءات طفيفة التوغل.