Ученые Токийского университета продемонстрировали механизированную руку, построенную на 3D-печатном полимерном каркасе и приводимую в движение искусственно выращенными человеческими мышечными тканями.
Рука способна выполнять жесты вроде ножниц из игры «Камень, ножницы, бумага» или сжатия пипетки кончиками пальцев. Органические приводы 3D-печатной полимерной конструкции общей длиной около восемнадцати сантиметров выполнены из скатанных в жгуты образцов выращенной мышечной ткани и стимулируются электрическими разрядами, как в настоящих мышцах. Что интересно, такие мускулы тоже устают после продолжительных нагрузок, но после отдыха эффективность восстанавливается.
«Не то чтобы в этом есть что-то удивительное, но было интересно наблюдать, как усилие на сжатие падает, и мышцы демонстрируют признаки утомления после десяти минут электрической стимуляции, а затем восстанавливаются после часа отдыха», — рассказал профессор Седзи Такеучи.
Строение искусственных мышц продиктовано практичностью. Выращивать толстые мускулы в лабораторных условиях довольно сложно, так как они страдают от некроза из-за проблем со снабжением внутренних участков питательными веществами. Эту проблему ученые преодолели, связав тонкие образцы в этакие жгуты (Multiple Muscle Tissue Actuators, MuMuTA), обладающие необходимой силой.
Функциональность руки пока сильно ограничена: устройству требуется жидкая среда, снижающая трение сухожилий для плавной работы и помогающая возвращать пальцы в исходное положение. Команда планирует усовершенствовать конструкцию добавлением либо эластичных материалов для разгибания руки, либо дополнительных мышц с обратной стороны, чтобы точнее имитировать структуру настоящих рук и получать более точные и сложные движения.
«Одна из важных задач биогибридной робототехники заключается в имитации биологических систем, что требует масштабирования вверх. Наши исследования в области искусственных мышц — важный этап этого процесса. Биогибридная робототехника пока на младенческой стадии развития, и нам предстоит решить множество фундаментальных задач. Когда будут преодолены основные проблемы, технология может найти применение в продвинутом протезировании, а также послужить инструментом изучения работы мышц в биологических системах и оценки эффективности хирургических процедур или препаратов, предназначенных для лечения мышечных тканей», — рассказал профессор Такеучи.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.