Инженеры Массачусетского технологического института создали тонкого робота-пловца, приводимого в движение живыми мышечными клетками. Устройство стало первым примером двумерного биогибридного робота такой малой толщины, способного самостоятельно перемещаться. О разработке сообщается на сайте Массачусетского технологического института.
Основой робота служит плёнка из геля размером примерно с жевательную резинку. Её две половины образуют плавники, покрытые слоем живых мышечных клеток толщиной меньше человеческого волоса. Клетки генетически изменили так, чтобы они сокращались под воздействием света.
Направляя свет на один из плавников, исследователи заставляют его двигаться и толкать робота через воду. Чередуя освещение правой и левой стороны, можно менять направление и скорость движения устройства. В ходе испытаний робот прошёл простой водный лабиринт, поворачивая вслед за источником света.
Максимальная скорость аппарата составила около четырёх длин его корпуса в минуту. Для сравнения, олимпийские пловцы преодолевают до 65 длин тела за минуту, тогда как акула-бык перемещается примерно с такой же скоростью, как созданный робот. «Для движения в воде требуется гораздо больше силы, чем в воздухе. Робот довольно мощный, учитывая его размер», — сказала соавтор исследования, доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института Риту Раман.
Чтобы усилить тягу, команда испытала разные составы геля, варианты его жёсткости и формы нанесённых канавок. Наилучший результат дали квадратные углубления и гель из метакрилата желатина, который применяют в тканевой инженерии. Плёнка толщиной 0,5 миллиметра обеспечила достаточную опору для клеток, а предварительная тренировка световыми импульсами помогла укрепить мышечную ткань.
По словам Раман, нынешние биогибридные роботы обычно создают из объёмных трёхмерных фрагментов выращенной в лаборатории мышцы, для которых требуются миллионы клеток. Более тонкая конструкция может оказаться дешевле и эффективнее, а в будущем подобные устройства смогут выполнять деликатные задачи в хрупких или непредсказуемых условиях. Следующей целью исследователи называют улучшение формы корпуса для увеличения скорости; работа частично финансировалась Управлением военно-морских исследований.