Робот с живыми мышцами

И. Иванов

Движения самых современных роботов все еще неуклюжи, несмотря на активное развитие робототехники. В сравнении с роботами тела животных и человека подвижнее и гибче. Живые ткани способны к самым тонким движениям и гораздо лучше неживых преобразуют энергию в действия. Поэтому разработчики роботов постоянно ведут исследования на стыке биологии и механики.

В последнее время внимание инженеров привлекают биогибридные роботы, которые интегрируют механические компоненты с биологическими материалами. Мышечную ткань для них искусственно выращивают на гибких подложках в специализированных биореакторах. Такие ткани позволяют быстро совершенствовать конструкции. Биороботы уже умеют ползать и плавать по прямой, также они научились совершать нерезкие повороты. Правда, они пока не могут избегать неожиданных препятствий.

Чтобы преодолеть этот недостаток, инженеры из Токийского университета во главе с Соджи Такеучи (Shoji Takeuchi) создали модель двуногого биогибридного робота из искусственных материалов и живых жгутов мышечной ткани. Способный к тонким и деликатным движениям робот имитирует человеческую походку, но пока может работать лишь в воде. Причина в том, что у него еще нет системы подачи питательных веществ к мышцам, но в водной среде мышечная ткань некоторое время остается живой. Верхняя часть конструкции выполнена из легкого пенопласта, а утяжеленные ноги помогают прямо стоять в воде.

Ноги робота сделаны из двух полосок силиконовой резины, которые могут сгибаться и разгибаться прикрепленными к ним жгутами мышц. Если подать на мышцу электрический ток, то она сократится и поднимет вверх силиконовую ногу. При выключении тока пятка округлой ступни слегка наклоненного робота опустится чуть впереди него. Исследователи чередовали подачу тока на мышцы каждые 5 секунд и таким образом заставили робота перемещаться со скоростью 5,4 мм/мин. Для поворота ток регулярно подавали только на одну ногу. Робот мог совершать полный оборот за несколько минут.

Авторы исследования уверены, что маленькие шаги их простой конструкции стали гигантским скачком вперед для всех биогибридных роботов. В сравнении с ними японский робот выполняет очень точные повороты. Он потребляет мало энергии, бесшумен и мягок в движениях. Инженеры планируют усовершенствовать свою простую модель. Они надеются снабдить двуногого робота суставами и более толстыми мышцами, чтобы он смог совершать сложные и мощные движения. Статья об исследовании опубликована в журнале Matter.

Разные разности
Споры против полиуретана
Ученые создали биоразлагаемый материал с помощью почвенных штаммов бактерии Bacillus subtilis, способных разрушать термополиуретан. Решение очень простое — подмешать бактерии к полимерам. Причем не сами бактерии, а их споры, которые остаютс...
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...
Этанол против гриппа
Во время пандемии ковида в соцсетях распространилось видео, на котором наш соотечественник демонстрировал свой метод лечения ковида — ингаляцию парами этанола. Но тогда над ним посмеялись и отмахнулись. Похоже — зря. Японские исследователи ...