Rekordní rychlost 467 mm/min: Biohybridní robot OstraBot plave díky svalům, které se trénují samy

Vědci z Národní univerzity v Singapuru dosáhli průlomu v oblasti biohybridní robotiky. Vyvinuli novou metodu, jak posílit laboratorně pěstované svaly tím, že se trénují samy.

Vědci z Národní univerzity v Singapuru dosáhli průlomu v oblasti biohybridní robotiky. Vyvinuli novou metodu, jak posílit laboratorně pěstované svaly tím, že se trénují samy. Tento inovativní přístup odstraňuje jedno z hlavních omezení v konstrukci robotů poháněných živými buňkami a otevírá cestu k nové generaci měkkých a efektivních strojů.

Tým vytvořil speciální platformu, kde jsou dvě uměle vypěstované svalové tkáně propojeny tak, aby se nepřetržitě tahaly proti sobě. Během raného vývoje svalových buněk dochází k jejich spontánním kontrakcím. Namísto ignorování těchto přirozených stahů vědci využili tento jev jako vestavěný tréninkový mechanismus. Když se jedna tkáň stáhne, natáhne druhou, která se následně stáhne v reakci. Tím vzniká nepřetržitý cyklus pohybu, který svaly postupně posiluje bez potřeby externí stimulace nebo řídicích systémů.

Výsledkem tohoto samočinného tréninku byl rekordní výkon. Posílené svaly poháněly biohybridního plaveckého robota jménem OstraBot, inspirovaného rybou čtverzubcem. Robot dosáhl rychlosti 467 milimetrů za minutu, což je nejvyšší zaznamenaná rychlost pro jakéhokoli robota poháněného kosterními svaly. Trénované svaly dosáhly maximální síly 7,05 milinewtonů a napětí 8,51 milinewtonů na čtvereční milimetr, což je výrazně více než u běžně pěstovaných svalů.

Kromě rychlosti OstraBot prokázal i přesnou ovladatelnost. Vědci mohli upravovat pohyb robota změnou elektrických signálů a dokonce jej spouštět a zastavovat pomocí zvukových podnětů, jako je tlesknutí. Asistent profesor Tan Yu Jun zdůraznil, že tato schopnost reagovat na vnější signály ukazuje, že robot je nejen živý, ale i ovladatelný, podobně jako nervy řídí svaly v těle. V minulosti se svaly poháněné roboty buď pohybovaly neustále bez jasné kontroly, nebo byly příliš slabé na viditelnou reakci.

Tato práce odstraňuje klíčové úzké hrdlo v oboru a otevírá dveře k výkonnějším biohybridním systémům. Do budoucna vědci pracují na plně biologicky odbouratelných robotech, které se po splnění úkolů bezpečně rozloží. Tyto roboty by mohly najít uplatnění jako dočasné lékařské implantáty nebo environmentální senzory nasazené v křehkých ekosystémech. Studie byla publikována v prestižním časopise Nature Communications.