Роботы уже стали явлением вполне привычным. Сейчас они широко используются в военной и космической промышленности, в медицине и спасательных работах… А в последнее время все больше становится реальностью симбиоз машины с живым организмом, который ранее нам приходилось наблюдать только в фантастических фильмах. Речь идет о так называемых биороботах.
Так, сотрудники университета Иллинойса представили новый класс ходячих мини-биороботов, работающих на мышечных клетках. Два года назад перед учеными встала задача — заставить робота двигаться подобно живому организму… Вначале для этой цели использовались мышечные клетки сердца. Но позднее выяснилось, что скелетные мышцы гораздо лучше поддаются управлению с помощью электрических импульсов.
Прорыв в создании нового поколения роботов позволил сделать 3D-принтер. Именно благодаря ему удалось "напечатать" миниатюрные машины из гибкого гидрогеля и живых скелетных мышц. Для того, чтобы мышцы могли сжиматься и разжиматься, применяются электрические импульсы. Воздействие электроимпульсами разных частот может заставить биороботов, например, двигаться быстрее или медленнее.
Также с помощью новых роботов стало возможным построить автономных мягких роботов, так называемых "осьминогов", способных погружаться на морское дно и незаменимых во время поисковых операций. Такие механизмы могут пробираться сквозь завалы и в такие дебри, куда не проникнет ни один спасатель…
Идея интегрировать биоорганизмы в робототехнику нашла и другие воплощения. В прошлом году публике были продемонстрированы миниатюрные биороботы размером всего в несколько миллиметров, способные двигаться самостоятельно благодаря сокращению живых клеток сердечной мышцы крыс. К сожалению, такие клетки сокращаются постоянно, поэтому контроль за движениями затрудняется…
В основу новой модели легли полоски клеток скелетной мускулатуры, а запускается она от тех же внешних электрических импульсов. Конструкция биоробота создана по аналогии с мускульно-сухожильными блоками в организме позвоночных. Каркас из гидрогеля, отпечатанный на 3D-принтере, обладает достаточной прочностью и гибкостью и позволяет роботу сгибаться, как если бы он обладал суставами… Два столбика крепят к каркасу полоску мускулов (аналогично креплению сухожилия к костям) — и в результате начинают функционировать как конечности. Скорость движения такого биоробота зависит от частоты электрических импульсов. Клетки скелетных мышц помогли механизму двигаться более свободно, и одновременно увеличили возможности контроля над ним…
Робот-краб найдет затонувшие корабли Но это не предел возможностей. Сейчас авторы разработки собираются еще больше усложнить систему управления, например, вживив в конструкцию нервные клетки. Это позволит передвигать биороботов в различных направлениях с помощью света или под воздействием химических реакций. По мнению руководителя проекта Рашида Башира, обзаведясь автономными сенсорами, такие роботы могут вести самостоятельный поиск различных химических соединений, в частности токсинов. Биоробот должен найти источник их распространения и нейтрализовать его, распыляя соответствующие реагенты.
Однако это только начало. Способность клеток к самоорганизации и движению под влиянием внешних стимулов может применяться и, скажем, в мобильных автономных датчиках, реагирующих на появление токсинов, или "умных" имплантатах.
Сейчас преимущественной сферой для использования биороботов является медицина. Благодаря своему микроскопическому размеру, нанороботы могут быть внедрены в организм с целью быстрой и эффективной доставки лекарственных веществ. Также биороботы позволят хирургам оперировать только в "проблемном месте", не затрагивая другие ткани и органы, что значительно сократит продолжительность самой операции, а также минимизирует масштаб вторжения в организм, что окажется менее травматичным для пациента.
Как видите, цели создания электронно-биологических машин представляются довольно благими… Однако застрахованы ли они от атак злоумышленников или просто хакеров? Что если машина выйдет из-под контроля, когда пациент будет лежать на операционном столе, или когда будут спасать людей из-под завалов? Так что у каждой медали всегда есть обратная сторона…
Роботы уже стали явлением вполне привычным. Сейчас они широко используются в военной и космической промышленности, в медицине и спасательных работах… А в последнее время все больше становится реальностью симбиоз машины с живым организмом, который ранее нам приходилось наблюдать только в фантастических фильмах. Речь идет о так называемых биороботах.
Комментариев нет:
Отправить комментарий