Μαλακά ρομπότ τα οποία κινούνται χάρη σε νευρομυϊκούς ιστούς οι οποίοι ενεργοποιούνται όταν διεγείρονται από το φως ανέπτυξαν ερευνητές, κάνοντας ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της δημιουργίας αυτόνομων βιορομπότ.
Το 2014 ερευνητικές ομάδες υπό τους Ταχέρ Σαΐφ και Ρασίντ Μπασίρ στο University of Illinois συνεργάστηκαν για την ανάπτυξη των πρώτων αυτοκινούμενων βιορομπότ που κινούνταν και κολυμπούσαν χάρη σε κύτταρα καρδιακών μυών από ποντίκια. Ωστόσο δεν ήταν σε θέση να αντιλαμβάνονται το περιβάλλον τους ή να λαμβάνουν αποφάσεις, σύμφωνα με τον Σαΐφ.
Σε νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences και της οποίας ηγήθηκε ο Σαΐφ, οι ερευνητές επιδεικνύουν μια νέα γενιά ρομπότ με δύο ουρές τα οποία κινούνται με σκελετικό μυϊκό ιστό, που διεγείρεται από κινητικούς νευρώνες. Οι νευρώνες αυτοί έχουν οπτογενετικές ιδιότητες: Όταν εκτίθενται στο φως, οι νευρώνες ενεργοποιούνται και ενεργοποιούν τους μύες.
«Εφαρμόσαμε μια καλλιέργεια κυττάρων οπτογενετικών νευρώνων, που προήλθε από βλαστοκύτταρα ποντικιών, δίπλα στον μυϊκό ιστό» είπε ο Σαΐφ. «Οι νευρώνες προχώρησαν προς τους μύες και δημιούργησαν νευρομυϊκές διασταυρώσεις, και ο κολυμβητής συναρμολογήθηκε μόνος του».
Όταν επιβεβαιώθηκε πως ο νευρομυΐκός ιστός ήταν συμβατός με τους συνθετικούς σκελετούς βιορομπότ, οι ερευνητές επιδίωξαν να βελτιστοποιήσουν τις δυνατότητες των κολυμβητών χρησιμοποιώντας μοντέλα υπολογιστών για να διαπιστωθεί ποιες ιδιότητες θα είχαν ως αποτέλεσμα το ταχύτερο και το πιο αποδοτικό κολύμπι.
«Δεδομένου πως…τα βιορομπότ δεν είναι τόσο ώριμα όσο άλλες τεχνολογίες, δεν είναι σε θέση να παράγουν μεγάλες δυνάμεις» είπε ο Ματία Γκαζόλα, καθηγητής μηχανολογίας, προσθέτοντας πως, για αυτόν τον λόγο, ο έλεγχος της κίνησής τους είναι δύσκολος. «Είναι πολύ σημαντικός ο προσεκτικός σχεδιασμός του “σκαριού” γύρω από το οποίο θα αναπτυχθούν και θα αλληλεπιδρούν τα βιορομπότ για να αξιοποιηθεί στο έπακρο η τεχνολογία και να επιτευχθούν λειτουργίες κίνησης» πρόσθεσε.
«Η δυνατότητα να καθοδηγούμε τη δραστηριότητα των μυών με νευρώνες ανοίγει τον δρόμο για περαιτέρω ενσωμάτωση νευρωνικών μονάδων σε βιοϋβριδικά συστήματα» είπε ο Σαΐφ. «Δεδομένης της κατανόησης του νευρωνικού ελέγχου στα ζώα, ίσως να είναι δυνατόν να προχωρήσουμε με βιοϋβριδικά νευρομυϊκά σχέδια χρησιμοποιώντας μια ιεραρχική οργάνωση νευρωνικών δικτύων» σημείωσε.
Ο Σαΐφ και η ομάδα του οραματίζονται την ανάπτυξη τεχνητών πολυκυτταρικών ζωντανών συστημάτων που θα είναι σε θέση να αντιδρούν «έξυπνα» σε περιβαλλοντικές ενδείξεις για χρήση σε τομείς όπως η ιατρική, τα αυτοεπισκευαζόμενα υλικά κ.α.
