Balázs Richárd
Elkészült az első "élő" robot
Tudósok szívizomsejtekkel működő robotot készítettek, ami az emberi szív működésének jobb megismerését fogja szolgálni.
A parányi robot egy ráját formáz, mérete azonban csupán tizede a valós élőlénynek, mozgásához készítői patkányoktól származó sejteket használtak fel. A kutatók reményei szerint a robot-rája új perspektívából mutatja meg a szív vérpumpálási képességét és a szívbetegségek lehetséges következményeit. "A rája izomzatának ugyanazt a feladatot kell ellátnia, mint a szívének, folyadékokat mozgat" - magyarázta Kevin Kit Parker professzor, a Harvard Egyetem tanára.
A tudósok a reverse engineering módszerét alkalmazták a tengeri állaton, lemodellezve a folyékony közegben történő közlekedését. A reverse engineering, magyarul „fordított mérnöki tevékenység” egy fizikailag már létező dolog számítógépes geometriájának megalkotását, majd mesterséges megalkotását jelenti. Ennek megfelelően a rája robot-változata egy arany vázra épülő, 200 000 szívsejtet tartalmazó zselészerű anyagréteg, utóbbi hasonló a mellimplantátumokban használtakhoz. A végeredmény egy 10 gramm súlyú, 16 milliméter hosszú szintetikus rája.
A sejtek érdekessége, hogy egy DNS módosításnak köszönhetően érzékenyekké váltak a fényre. "Ha egy fényforrást helyezünk a rája elé, elektromos jelet aktiválunk a szövetben, ami egy hullámként terjed az izomzaton keresztül" - ismertette a részleteket Parker professzor. "Megkapjuk az uszonyoknak azt a hullámzó mozgását, és olyan, mintha a fényt kergetné."
A robot mindkét fele különböző szívsejtekből tevődik össze, melyek adott fény hullámhosszakra érzékenyek, ez biztosítja a robot kormányozhatóságát. A rendszer alkalmazásával a robot képes leküzdeni egy egyszerűbb akadálypályát. A cél azonban elsődlegesen a szív fiziológiájának megismerése. "Az orvosi szakkönyvekből elvileg arra következtethetünk, hogy a szív minden egyes dobbanásnál ugyanúgy ver" - nyilatkozott Parker professzor a BBC Science in Action műsorában. "Ha azonban szívsebészekkel beszélünk, ők ezt határozottan elutasítják, mondván mindig másként ver."
Mint egy puhatestű robot, a mesterséges rája első a maga nemében összevetve más, szilárd vázakat alkalmazó technológiákkal, melyek rovarok vagy emlősök mozgásán alapulnak. Bár itt gyakorlatilag egy élő gépről beszélhetünk, Parker szerint még nagyon messze vagyunk az ennél komplexebb robotoktól. Jelenleg az élő sejtek anyagként történő alkalmazásának elején tartanak a kutatók, ezeket a sejteket azonban életben is kell tartani, ami jókora kihívást jelent.
A parányi robot egy ráját formáz, mérete azonban csupán tizede a valós élőlénynek, mozgásához készítői patkányoktól származó sejteket használtak fel. A kutatók reményei szerint a robot-rája új perspektívából mutatja meg a szív vérpumpálási képességét és a szívbetegségek lehetséges következményeit. "A rája izomzatának ugyanazt a feladatot kell ellátnia, mint a szívének, folyadékokat mozgat" - magyarázta Kevin Kit Parker professzor, a Harvard Egyetem tanára.
A tudósok a reverse engineering módszerét alkalmazták a tengeri állaton, lemodellezve a folyékony közegben történő közlekedését. A reverse engineering, magyarul „fordított mérnöki tevékenység” egy fizikailag már létező dolog számítógépes geometriájának megalkotását, majd mesterséges megalkotását jelenti. Ennek megfelelően a rája robot-változata egy arany vázra épülő, 200 000 szívsejtet tartalmazó zselészerű anyagréteg, utóbbi hasonló a mellimplantátumokban használtakhoz. A végeredmény egy 10 gramm súlyú, 16 milliméter hosszú szintetikus rája.
A sejtek érdekessége, hogy egy DNS módosításnak köszönhetően érzékenyekké váltak a fényre. "Ha egy fényforrást helyezünk a rája elé, elektromos jelet aktiválunk a szövetben, ami egy hullámként terjed az izomzaton keresztül" - ismertette a részleteket Parker professzor. "Megkapjuk az uszonyoknak azt a hullámzó mozgását, és olyan, mintha a fényt kergetné."
A robot mindkét fele különböző szívsejtekből tevődik össze, melyek adott fény hullámhosszakra érzékenyek, ez biztosítja a robot kormányozhatóságát. A rendszer alkalmazásával a robot képes leküzdeni egy egyszerűbb akadálypályát. A cél azonban elsődlegesen a szív fiziológiájának megismerése. "Az orvosi szakkönyvekből elvileg arra következtethetünk, hogy a szív minden egyes dobbanásnál ugyanúgy ver" - nyilatkozott Parker professzor a BBC Science in Action műsorában. "Ha azonban szívsebészekkel beszélünk, ők ezt határozottan elutasítják, mondván mindig másként ver."
Mint egy puhatestű robot, a mesterséges rája első a maga nemében összevetve más, szilárd vázakat alkalmazó technológiákkal, melyek rovarok vagy emlősök mozgásán alapulnak. Bár itt gyakorlatilag egy élő gépről beszélhetünk, Parker szerint még nagyon messze vagyunk az ennél komplexebb robotoktól. Jelenleg az élő sejtek anyagként történő alkalmazásának elején tartanak a kutatók, ezeket a sejteket azonban életben is kell tartani, ami jókora kihívást jelent.