Dieser kleine Roboter-Stachelrochen wird von Rattenherzzellen angetrieben

Forscher haben einen biobasierten Roboter entwickelt, der tatsächlich organische Elemente enthält: Es ist ein mechanischer Stachelrochen, der von den lichtempfindlichen Herzzellen von Ratten angetrieben wird.

In einer Studie veröffentlicht am Freitag in Wissenschaft, erklären die Autoren einen großartigen Durchbruch beim Tissue Engineering: Wenn die Rattenzellen stimuliert werden, ziehen sie die Flossen des Roboters nach unten zusammen. Das Design ermöglicht es, einen Teil dieser Energie zu speichern, umzuleiten und dazu zu verwenden, dass die Flossen wieder aufsteigen.

Die Muskelzellen wurden gentechnisch so entwickelt, dass sie auf Lichtimpulse reagieren, und so steuern die Forscher ihre Bewegungen. Die Asymmetrie der Impulse, die sie senden, bestimmt, ob sie nach links oder rechts dreht, während die Frequenz des Impulses durch die Geschwindigkeit des Roboters gesteuert wird. Der Effekt ist so präzise, ​​dass der Stachelrochen erfolgreich durch einen Hindernislauf gesteuert werden kann.

Die optogenetische Technologie wird bereits zur Behandlung ventrikulärer Arrhythmien bei Kindern eingesetzt, sagte Kevin Kit Parker vom Harvard's Wyss Institute for Biological Inspired Engineering. Parker, der leitende Ermittler des Projekts, hatte die Idee vor vier Jahren, als er mit seiner Tochter das Aquarium besuchte. Aufgrund der Komplexität des Projekts dauerte es jedoch ein Jahr, um den Hauptautor Sung-Jin Park davon zu überzeugen, an Bord zu kommen und die gesamte Finanzierung zu erhalten.

"Gestern war ein sehr emotionaler Tag im Labor", sagte Parker. "Wir haben uns seit Jahren mit diesem Ding beschäftigt, es hat eine gottlose Summe Geld gekostet … alle Lektionen, die wir aus dieser Übung gelernt haben, werden bereits im Kampf gegen Krankheiten eingesetzt."

Der Stachelrochen war im Wesentlichen eine Trainingsübung für die Forscher. Parker und seine Kollegen begannen, Meeresorganismen zu studieren, und arbeiteten unter der Annahme, dass sie Herzmuskelzellen verwenden könnten, um ihre Muskulatur und ihre Hydrodynamik oder ihre Schwimmleistung zu replizieren.Sie hatten 2010 eine Qualle gebaut, ihr erster Versuch, auf diese Weise mit der muskulösen Architektur zu arbeiten. Das Schlangenmuster des Roboterstachelrochen nähert sich dem Skelett eines organischen an.

Parker sagt, er interessiert sich hauptsächlich für das Herz. er will einen bauen. Aber um an diesen Punkt zu gelangen, müssen er und mit wem er auch immer zusammenarbeitet, sich mit Kontrollexperimenten wie diesem trainieren. Nach diesem Monat, sagt er, berühren sie nie wieder den Stachelrochen - sie haben getan, was sie wollten.

"Oh, wir haben einen Plan", sagte Parker. „Aber ich werde es nicht teilen. Wir wissen nicht, wie wir dafür bezahlen werden. Und es könnte nicht funktionieren - ich finde möglicherweise keinen anderen Sung-Jin. Er ist ein Biest, er ist ein Tier, ich habe noch nie einen Wissenschaftler wie ihn gesehen. Ich habe das synthetische Biest genannt, es ist eine Ode an ihn."