211service.com
Robotiski dzeloņrajas, kas izgatavotas no žurkas sirds, aļģēm un plastmasas spurām
Zinātnieki ir izveidojuši robotizētu dzeloņraju, kas izgatavota no žurkas sirds muskuļa šūnām, zelta skeleta, plastmasas spuras un gaismas aktivētiem aļģu proteīniem, jo kāpēc gan ne?
Sung-Jin Park vadīja projektu, kas šodien ir aprakstīts žurnālā Zinātne . Viņš saka, ka mazo, 16 milimetrus garo robotu izgatavošana aizņem apmēram nedēļu, galvenokārt tāpēc, ka ir nepieciešams laiks, lai audzētu sirds muskuļa šūnas dzeloņraju veidnē. Parks ir zinātnieks Kevina Kita Pārkera laboratorijā Hārvardas Universitātē, kas pirms četriem gadiem veica a biohibrīds medūzu robots . Parks stāsta, ka medūzu nebija iespējams savaldīt, un viņš to pārvarēja ar salīdzinoši veiklo dzeloņraju.
Robotiskais dzeloņrajs tiek virzīts uz priekšu, kad to stimulē LED gaismas uzliesmojumi.
Sung-Jin Park un kolēģi modelēja savu biohibrīda robotu pēc šeit redzamās mazās slidas viļņainās kustības.
Stari ir ideāls projekts nākamās paaudzes autonomiem zemūdens transportlīdzekļiem, saka Kīts Mūreds, mehānikas inženieris no Lehigh universitātes Betlēmē, Pensilvānijas štatā. Moored saka, ka manta stari ir ļoti efektīvi peldētāji, un to zemūdens planēšanas modelēšana varētu būt daudzsološs līdzeklis enerģijas taupīšanai. Parka robots ir balstīts uz dažādām staru sugām, taču tiek piemēroti tie paši principi.
Robotizētās dzeloņrajas ir izgatavotas četros slāņos uz titāna veidnes. Staipīgs polimēra slānis tiek lāzers izgriezts dzeloņrajas formā, kam seko plāns zelta skelets. Tas tiek pārklāts ar otru elastīgu slāni, pirms tiek iesētas sirds muskuļa šūnas.
Kad tiek aktivizētas sirds muskuļa šūnas, signāls par kontrakciju izplatās pa šūnām vienā līnijā. Parks sakārtoja šūnas, ko viņš ieguva no žurkas sirds, serpentīna līkloču veidā gar dzeloņrajas spurām. Tas ļauj spurām pārvietoties viļņveidīgi, kontrakcijai izplatoties no priekšpuses uz aizmuguri.
Protams, robotizētais dzeloņrajs nav perfekta reālā darījuma kopija. Robota muskuļi var sarauties tikai uz leju. Īstajām dzeloņrajām ir otrs muskuļu slānis lieliem augšupvērstiem sitieniem, savukārt robots izmanto zelta skeleta elastīgo enerģiju, lai pārvietotu spuras atpakaļ vietā. Tāpēc mēs domājam, ka pastāv veiktspējas atšķirība, un, pievienojot otru slāni, šī atšķirība varētu tikt novērsta, saka Parks.
Muskuļus kontrolē ar gaismu, izmantojot tehniku, kas pazīstama kā optoģenētika. Šeit muskuļu šūnās tiek ievietots proteīna gēns, kas iegūts no aļģēm. Zilā gaisma liek šim proteīnam aktivizēt muskuļu audus.
Šāda veida biobots ir izgatavots jau iepriekš, taču Parka dzeloņrajai ir lielāka manevrēšanas spēja. Parks vadīja robotu ar LED gaismām cauri vienkāršai šķēršļu joslai, parādot, ka dzeloņraja ātruma, attāluma un izturības ziņā pārspēj citus biohibrīda robotus. Tomēr dzeloņrajas nav gluži olimpiskie peldētāji, kas 250 milimetru šķēršļu joslā pārvietojas tikai ar ātrumu 1,5 milimetri sekundē.
Runājot par to, kāpēc kāds vēlas mazu robotizētu dzeloņraju, Parks saka, ka viņu vienkārši interesē bioloģiskais modelis, šo ķēžu izveidošana un signalizācijas ceļa projektēšana. Modeļu izstrāde tam, kā inženierijas sirds audi saraujas, var arī palīdzēt attīstīt nākotnes mākslīgos orgānus.
Moored saka, ka, izmantojot īstus bioloģiskos muskuļus, salīdzinājumā ar citām tehnoloģijām var iegūt īpaši klusu trokšņa signālu. Tas ir svarīgi dažādiem lietojumiem, sākot no slepenu izlūkošanas transportlīdzekļu ražošanas līdz tādu ierīču izstrādei, kas var neinvazīvi izsekot sugas un novērot to uzvedību, viņš saka.