Роботы из живых мышц в ETH Zurich прыгают, плавают и хватают предметы

Исследователи Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) создали биоактуаторы, то есть механизмы, которые приводятся в движение живой тканью. По их данным, они прыгают, плавают и захватывают предметы с размахом, который в одиннадцать раз превышает показатели всех предыдущих систем с таким же количеством мышечной ткани.

Раньше движения лабораторных мышц были настолько слабыми, что их приходилось рассматривать под микроскопом. Команда под руководством профессора Роберта Катцманна пошла другим путём: форму живой мускулатуры и мягкого гидрогелевого каркаса теперь рассчитывают вместе, на компьютере. Алгоритм подбирает такие конфигурации, при которых сокращение мышцы дает максимальную деформацию всей конструкции.

Результаты уже заметны. Актуатор длиной около 1,5 см подпрыгивает на 5 мм, то есть примерно на треть собственного роста. Шагающая версия развивает скорость 6,2 мм/с — по данным авторов, это рекорд для био-гибридов.

Ключ к силе кроется в соединении живой и синтетической частей. Каркас напечатан методом световой ксерографии, и мелкие канавки на его поверхности служат якорями: они направляют рост мышечных волокон и позволяют почти без потерь передавать усилие. При этом такие роботы пока не могут работать вне питательного раствора.

Главная задача на ближайшее время, по словам авторов, — создать искусственную сосудистую систему, которая будет доставлять кислород и питательные вещества. Без нее крупные конструкции не смогут функционировать. Исследователи рассматривают свою работу как основу новой инженерной парадигмы, в которой форма и сокращение мышцы становятся частью архитектуры машины, а не ограничением. Если удастся справиться с биологической изменчивостью ткани и вывести технологию за пределы чашки Петри, роботы смогут использовать возможности настоящей мышечной архитектуры вместо того, чтобы полагаться только на жесткие моторы.

По материалам: iXBT