7ος χρόνος, ημέρα 2057η
Σάββατο, 19 Ιουνίου 2021

Βιο-υβριδικά ρομπότ: Έρχονται… κολυμπώντας

Βιο-υβριδικά ρομπότ: Έρχονται… κολυμπώντας
Shutterstock

Κανείς δεν μπορεί να αμφισβητήσει ότι τα ρομπότ είναι προϊόν τεχνολογίας αιχμής. Ωστόσο στον πυρήνα της η ρομποτική κρύβει τη μίμηση. Αυτό που οι ερευνητές πρακτικά επιδιώκουν είναι να αντιγράψουν τις ιδιότητες βιολογικών οντοτήτων που έχουν τελειοποιηθεί μέσα από εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια εξέλιξης. Έτσι, ακόμα και η πιο προηγμένη έρευνα «αγκομαχά« να επαναλάβει δράσεις όπως η μετακίνηση, η προσαρμογή στο περιβάλλον ή η αίσθηση.

Πέρα από τα παραδοσιακά άκαμπτα ρομπότ, τα τελευταία χρόνια κερδίζουν έδαφος τα λεγόμενα «soft robots», δομές που συχνά αποτελούνται και από βιολογικά μέρη, συνήθως μυϊκό ή σκελετικό ιστό. Ουσιαστικά πρόκειται για βιο-υβριδικά ρομπότ, τα οποία ωστόσο απέχουν ακόμα πολύ σε όρους κινητικότητα και δύναμης, συγκρινόμενα με τα έμβια όντα.

Ερευνητές στο Ινστιτούτο Βιομηχανικής της Καταλονίας (IBEC), υποστηρίζουν πως ξεπέρασαν αυτές τις προκλήσεις, συνδυάζοντας τρισδιάστατη εκτύπωση, τα μυϊκά κύτταρα και έναν ειδικό σκελετό.

Ενώ οι περισσότεροι ερευνητές συνήθως εργάζονται με άκαμπτα, σταθερά ικριώματα (σ.σ. σκελετούς), η ομάδα στο IBEC χρησιμοποίησε ένα εύκαμπτο ελικοειδές ελατήριο κατασκευασμένο από πολυμερές, το οποίο σχεδιάστηκε και βελτιστοποιήθηκε μέσω προσομοιώσεων και στη συνέχεια εκτυπώθηκε με τη χρήση τεχνολογίας 3D.

Όψη του βιο-υβριδικού ρομπότ που αναπτύχθηκε στο IBEC, αποτελούμενο από υδρογέλη γεμάτη με μυϊκά κύτταρα και σκελετό που μοιάζει με ελατήριο / Credit: IBEC

Το πλεονέκτημα αυτού του καινοτόμου ικριώματος έγκειται στη βελτιωμένη ανάπτυξη του ιστού μέσω μηχανικής αυτοδιέγερσης σε αυθόρμητες συστολές. Σε απλά ελληνικά, το ελατήριο είναι ένας βρόχος ανάδρασης, ένα κλειστό σύστημα, που λόγω του μηχανικού φαινομένου πίεση – απελευθέρωση «εκπαιδεύεται» στη διαδικασία της κίνησης.

Σύμφωνα με τους ερευνητές στο IBEC τέτοια ελικοειδή ελατήρια δεν έχουν συμπεριληφθεί στο παρελθόν σε ένα μαλακά ρομποτικά συστήματα.

Τι είναι αυτό, όμως, που πυροδοτεί την κίνηση; Ηλεκτρικά ερεθίσματα που διεγείρουν τα μυϊκά κύτταρα, τα οποία επίσης διαθέτει το ρομπότ.

Σαν αποτέλεσμα ο βιο-υβριδικός κολυμβητής κινήθηκε με ταχύτητα 791 μεγαλύτερη, σε σύγκριση με αντίστοιχα βιορομπότ. Ήταν επίσης σε θέση να εκτελέσει άλλες κινήσεις, παρόμοιες με αυτές που εμφανίζονται στα ψάρια

Το έργο των ερευνητών στο IBEC ανοίγει την πόρτα για μια νέα γενιά ισχυρότερων και ταχύτερων βιολογικών ρομπότ που βασίζονται σε μυϊκά κύτταρα. Το πεδίο εφαρμογής της εν λόγω τεχνολογίας εκτείνεται από την περιβαλλοντική έρευνα μέχρι την έξυπνη παράδοση φαρμάκων, εντός του σώματος.

Σε βάθος χρόνου μηχανές με βιολογικά μέρη θα δώσουν, πιθανότατα, νέες λειτουργικές μορφές «ζωής», που με τη σειρά τους θα οδηγήσουν σε καινοφανείς προκλήσεις, τόσο την επιστημονική κοινότητα, όσο και την κοινωνία στο σύνολό της.