Учёные MIT создали крошечного робота, который плавает с помощью живых мышечных клеток

Большинство существующих биогибридных роботов строятся на относительно крупных трёхмерных структурах из выращенной в лаборатории скелетной мускулатуры, для создания которых требуются миллионы клеток. Новое устройство — первая демонстрация очень тонкого двумерного робота, перемещающегося с помощью живой мышечной ткани; по словам автора исследования Ритту Раман, более тонкие конструкции могут быть дешевле в производстве и двигаться эффективнее. Работа развивает предыдущее достижение лаборатории — искусственный мышечный диск, вдохновлённый радужной оболочкой глаза, который показал, что тонкий слой живых клеток способен совершать точно контролируемые движения, хотя тогда клетки смещались лишь примерно на 100 микрон. Для нового проекта инженеры заменили сверхмягкий фибрин на гелатин-метакрилат (GelMA), подобрали более жёсткие гели, использовали квадратные бороздки для лучшего выравнивания клеток в волокна и остановились на плёнке толщиной около половины миллиметра, а также «тренировали» мышцы повторяющимися импульсами света перед сборкой робота.

Главная цель эксперимента состояла в том, чтобы доказать: исключительно тонкий слой искусственно выращенной мышечной ткани способен генерировать достаточно силы для плавания, поэтому форма робота пока остаётся простой. Следующий шаг команды — оптимизация конструкции корпуса для увеличения скорости, хотя, по словам Раман, даже при медленном плавании можно представить мышечного пловца, используемого, например, для экологического мониторинга водной среды. Помимо демонстрации нового подхода к биогибридной робототехнике, технология в перспективе может пригодиться для исследования хрупких или непредсказуемых сред, где обычные жёсткие машины способны навредить, поскольку живая ткань мягкая, отзывчива к окружению и способна к самовосстановлению. Исследование частично финансировалось Управлением военно-морских исследований США.

Потенциально такие роботы смогут выполнять деликатные задачи в местах, недоступных или опасных для обычной техники.