Robotun bacakları kas gücüyle hareket ediyor
Biyolojik ve mekanik bileşenleri birleştiren “biyohibrit robotlar” üzerine araştırmalar, biyolojik malzemelerin nispeten hafif ve esnek olması, enerjiyi oldukça verimli bir şekilde harekete dönüştürmesi ve aynı zamanda kendini yenileme özelliği nedeniyle dinamik olarak gelişiyor. En azından büyük umut bu. Şimdi Japon araştırmacılar tarafından sunulan kültürlenmiş kas hücrelerine sahip bir yarış arabası, en azından bu teknolojinin potansiyelini gösteriyor.
Duyuru
Shoji Takeuchi ve Tokyo Üniversitesi'ndeki meslektaşları laboratuvarda farelerden kas hücreleri yetiştirdiler, daha sonra bu hücreleri birbirlerine bağlanacakları esnek bir substrat üzerine birkaç katman halinde yerleştirdiler. Bu şekilde düz kas dokusu bantları oluşturdular ve bunları 3 boyutlu yazıcının plastik iskelet yapısına bağladılar. Elektriksel uyarılarla yönlendirilen küçük iki ayaklı yaratık, dakikada yaklaşık beş milimetrelik bir hızla ilerler. Araştırmacılar, teknik detayları “Matter” dergisindeki makalesinde anlatıyor.
Yaşayan makineler
Japon araştırmacılar yarı canlı, yarı makine olan melez canlıları yaratan ilk kişiler değil. Son zamanlarda bu alanda çok önemli başarılar elde edildi. Örneğin 2016 yılında Harvard Üniversitesi'ndeki bir ekip, bir elastomerin içine yerleştirilmiş sıçan kalp kası hücreleriyle çalışan bir tür mini ışın inşa etti. Hücreler, ışık darbeleriyle etkinleştirilebilecek ve daha sonra kasılabilecek şekilde genetik olarak değiştirildi.
2022 yılında bu ekip, insan kalp hücreleriyle çalışan otonom bir robot balığı tanıttı. Önceki tasarımlardan farklı olarak bu hibrit robotun harici olarak elektrik veya ışıkla çalıştırılmasına gerek yoktu. Zebra balığını örnek alan biyohibrit mekanizma, kuyruk yüzgecinin her iki tarafında birer tane olmak üzere iki katman kas hücresi içeriyordu. Bir taraf kasıldığında diğeri genişliyor ve hücre zarlarındaki kanalların açılmasına neden oluyor, bu da hücrelerin daha sonra büzülmesine neden oluyor. Sistem, balıkları 100 günden fazla besleyebildi. Xenobotlar 2022'de de ortalığı karıştırdı. Vermont Üniversitesi ve Tufts Üniversitesi'ndeki araştırmacıların oluşturduğu hücre grupları kendilerini kopyalayabiliyor.
Kas hücreleri tarafından yönlendirilir
Yürüyen robotu tanıtan Japon grup bir süredir sorun üzerinde çalışıyor. Bu konuyla ilgili ilk makalesini 2018 yılında “Bilim Robotiği” dergisinde yayınladı. Ancak başlangıçta yaratabilecekleri yapay kas dokusu hâlâ çok küçüktü.
Artık iki Newton metreye kadar iş yapabilen esnek kayışlar üretiyorlar. Kas gruplarından birinin kasılmasıyla bir bacak yerden kurtulur. Robot hafifçe öne eğildiği için bacak ileri doğru sallanır. Kumaş tekrar gevşerse ayak yere temas eder. Biyohibrit robot, sol ve sağ bacaklar arasında her beş saniyede bir değişen elektriksel stimülasyonla 5,4 milimetrelik bir hızla koşmayı başardı, ancak yalnızca su altında çünkü yapının önemli bir parçası, yapıyı dik tutan ve basıncı azaltan bir yüzücüdür. .
Su aynı zamanda kas hücrelerinin kurumamasını da sağlar. Araştırmacılar makalelerinde, robotun karada çalıştırılması için yapay dokunun örneğin kollajen kullanılarak kapsüllenmesi gerektiğini yazıyor. Her şeyin kalıcı olarak çalışabilmesi için hücrelerin besinle de beslenmesi gerekir. Hızı artırmak için manuel hücre uyarımı, otomatik aktivasyonla da değiştirilebilir.
Neden biyohibrit robotlar?
Bu robotların yetenekleri hala çok sınırlı ancak makinelerin potansiyeli oldukça umut verici. Çünkü biyolojik materyaller sadece hafif ve esnek değildir. Ayrıca dış koşullara da uyum sağlayabilirsiniz.
İtalyan Teknoloji Enstitüsü'nden (IIT) Barbara Mazzolai ve School Superiore'dan Cecilia Laschi, “Yumuşak robot teknolojisinin ötesinde, gelecekteki robotların vücut parçaları büyüyecek, yenilenecek, fiziksel veya iş kısıtlamalarına uyum sağlamak için şekil değiştirecek ve biyolojik olarak parçalanabilir olacak” diye yazıyor Sant'Anna di Pisa “Bilim Robotiği” konulu bir makalede. “Robotun morfolojisi, evrimsel robotiğin ötesinde, tasarım aşamasında yalnızca göreve ve ortama uyum sağlamakla kalmayacak, aynı zamanda pratik ve deneyimle birlikte gelişecektir.” Büyüyen ve hatta evrimsel olarak görevlerine uyum sağlayan robotlar şu anda araştırılıyor, ancak henüz erken bir aşamada (2022'deki bu çalıştayda daha ayrıntılı olarak açıklandığı gibi). Şu anda asma gibi büyüyen bu robota benzer şekilde şekilleri ancak 3 boyutlu yazıcılar yardımıyla değiştirilebiliyor.
(batı)
Haberin Sonu