Pirmas raumenų energijos varomas robotas

   Vienoje Los Angeles laboratorijoje juda pusės žmogaus plauko storio dydžio robotas iš silicio, kurio kojas varo gyvo širdies raumens pulsavimas. Mikroskopinių mašinų varymui pirmąkart panaudotas raumens audinys.

   Ši tikrai futuristinė konstrukcija galėtų leisti sukurti raumenimis paremtus nervų stimuliatorius, kurie padėtų paralyžiuotiems žmonėms kvėpuoti neneaudojant jokio ventiliatoriaus. O tyrimus finansuojanti kosminių tyrimų agentūra NASA tikisi, kad tokių "raumeningų" robotų spiečiai ateityje galės padėti erdvėlaiviams užtaisydami mikrometeoritų padarytas skyles.

   Carlos Montemagno vadovaujama grupė iš Kalifornijos universiteto kūrė mažyčius robotus tris metus. Prietaisą sudaro 50 mikronų pločio silicio lankas. Prie vidinės šio lanko pusės mokslininkai pritvirtino širdies raumens skaidulas. Šio audinio susitraukimas ir atsileidimas lanksto lankelį ir leidžia jam ropoti paviršiumi. Pats raumuo yra maitinamas paprasto gliukozės turinčio maistingojo skysčio Petri lėkštelėje.

   Gyvųjų audinių panaudojimo mikroelektromechaninėse sistemose (MEMS) perspektyvos yra labai patrauklios. Mikromotorams nereikės elektros maitinimo - darbui reikalingą energiją jie gautų iš gliukozės, kuria būtų padengtas paviršius, kuriame tie robotai dirba.

   Montemagno grupė išmoko automatiškai pritvirtinti prie silicio raumenų audinius. Lanko formos silicio skeletas buvo gaminamas naudojant standartinę mikroelektronikos įrangą, po to jis buvo padengiamas polimeru. Apatinėje lanko dalyje polimeras buvo nuėsdamas ir toji vieta padengiama aukso plėvele. Auksas buvo skirtas raumenų ląstelėms prisikabinti. Raumuo buvo užauginamas įdėjus skeletą į Petri lėkštelę, užpildytą žiurkių širdies raumens ląstelių gliukozėje kultūra. Per tris dienas raumenų ląstelės suaugdavo į raumenų skaidulas, kurios, prikibusios prie aukso plėvelės sudarydavo lyg ir širdies raumenį išilgai viso lanko ilgio.

   Viso šio proceso metu lankas būdavo fiksuojamas pritvirtinant jį prie specialaus strypelio. Kuomet jis buvo pašalinamas, robotas iškart pradėdavo šliaužti iki 40 mikronų per sekundę greičiu. Roboto geometrinė forma užtikrina tai, kad jo lankstymasis verstų jį judėti viena kryptimi, o ne trūkčioti vienoje vietoje.

   Dabar Montemagno grupė nori panaudoti šią technologiją gelbstint žmones, kurių diafragminiai nervai yra pažeisti. Šie nervai stimuliuoja diafragmą ir leidžia mums kvėpuoti. Šiuo atveju raumenų skaidulos turės lankstyti pjezoelektrinės medžiagos gabaliuką ir šitaip sukurs kelių mikrovoltų įtampą, reikalingą diafragminio nervo stimuliavimui. Naudojant paties paciento širdies raumens ląsteles bus galima išvengti atmetimo reakcijos, o patį robotą maitins kraujyje esanti gliukozė.


Mokslo įdomybės