Biobotët e notit të gjeneratës tjetër mund të vetë-trajnohen, duke treguar shpejtësi dhe forcë goditëse

Fusha e robotikës synon të imitojë atë që entitetet biologjike natyrore kanë arritur gjatë mijëvjeçarëve të evolucionit – veprime si lëvizja, përshtatja me mjedisin ose ndjesia. Përtej robotëve tradicionalë të ngurtë, fusha e robotikës së butë është shfaqur kohët e fundit duke përdorur materiale të përshtatshme, fleksibël, të afta për t’iu përshtatur mjedisit të tyre në mënyrë më efikase sesa ato të ngurta. Me këtë qëllim në mendje, shkencëtarët kanë punuar për vite me radhë në të ashtuquajturit robotë biohibridë ose biobotë, përgjithësisht të përbërë nga ind muskulor, qoftë kardiak ose skeletor, dhe një skelë artificiale, duke arritur robotët e gjallë që zvarriten, kapin ose notojnë. Fatkeqësisht, biobotët aktualë ishin larg për të imituar performancën e entiteteve natyrore për sa i përket lëvizshmërisë dhe forcës.

Tani, studiuesit në Institutin për Bioinxhinierinë e Katalonjës (IBEC) të udhëhequr nga Profesori i Kërkimit ICREA Samuel Sanchez kanë kapërcyer të dy sfidat dhe kanë arritur një përparim në fushën e biobotëve duke përdorur mjetet e bioinxhinierisë. Sanchez dhe kolegët e tij në IBEC kanë aplikuar bioprintim 3D dhe dizajn inxhinierik për zhvillimin e biobotëve në cm. varg që mund të notojë dhe bregdet si peshqit, me shpejtësi të paparë. Çelësi: të përdorni tkurrjen spontane të materialeve me bazë qelizat muskulore me një skelet shumë të veçantë të përputhshëm.

Vetë-trajnimi i IBEC Biobots përmes një skeleti inovativ inxhinierik:

Ndërsa shumica e studiuesve zakonisht punojnë me skela të ngurta ose të lidhura për të përgatitur robotë artificialë, studiuesit në IBEC përdorën robotë biologjikë bazuar në një sustë fleksibël gjarpri të bërë nga një polimer i quajtur PDMS, i cili u krijua dhe u optimizua përmes simulimeve dhe më pas u shtyp me përdorimin e teknologjisë 3D. Avantazhi i kësaj skele inovative qëndron në trajnimin dhe zhvillimin e përmirësuar të indeve përmes vetë-stimulimit mekanik mbi kontraktimet spontane, gjë që krijon një lak kthyes për shkak të forcës rivendosëse të sustës. Kjo ngjarje vetë-trajnuese çon në aktivizim të shtuar dhe forcë më të madhe të tkurrjes në performancën e biobot. Burime të tilla gjarpri nuk janë përfshirë më parë në një sistem jetese të butë robotik.

“Ne BIOBOTS bioinxhinierë të përbërë nga qeliza muskulore që lëvizin si krimba ose peshq, reagojnë ndaj stimujve elektrikë dhe ushtrojnë forca dhe shpejtësi befasuese falë vetë-trajnimit të tyre me skeletin e butë 3D të shtypur”, thotë Samuel Sanchez, Profesor i Kërkimit ICREA në IBEC.

IBEC Biobots notojnë me shpejtësi të paparë dhe në bregdet si peshq:

Përveç aftësisë për të “vetë-stërvitur”, notari biohibrid bazuar në qelizat e muskujve të skeletit të zhvilluar nga studiuesit IBEC lëvizi me shpejtësi 791x më shpejt sesa biobotët e raportuar të bazuar në muskujt skeletorë deri më tani, dhe të krahasueshëm me biosvimmers të tjerë me bazë kardiomiocitet (bazuar në zemër qelizat).

“Forcat e zgjeruara që rezultojnë nga procesi i vetë-stimulimit bënë që biobotët tanë të projektojnë robotin më të shpejtë biohibrid deri më sot me 791x,” shpjegon Maria Guix, autori i parë i punimit.

Por këta biobotë të rinj ishin gjithashtu në gjendje të kryenin lëvizje të tjera: ata ishin në gjendje të bregdetoheshin kur vendoseshin pranë sipërfaqes së poshtme, i ngjan stilit të notit të disa peshqve pranë sipërfaqeve, të tilla si sjellja e breshërive dhe bregdetit të zebrafishëve, të karakterizuara nga shpërthime sporadike e ndjekur nga fazat e bregdetit.

Puna e Sanchez, Guix dhe kolegëve në IBEC hap derën për një brez të ri të robotëve biologjikë më të fortë dhe më të shpejtë bazuar në qelizat muskulore, me interes si për qëllime mjedisore dhe shpërndarje të ilaçeve, por edhe për zhvillimin e protetikës bionike. Në fushën biomjekësore, mundësia e shtypjes së modeleve të tilla muskulore 3D me muskujt njerëzorë, ofron mundësinë e përdorimit të pajisjeve kaq funksionale për platformat mjekësore për testimin e ilaçeve.