Систему создали с помощью совместного культивирования двигательных нейронов и кардиомиоцитов из стволовых клеток человека в микрофлюидном устройстве.
Инженеры из Швейцарии и США создали биогибридного робота, управляемого искусственным «мозгом» из живых нейронов. Устройство, напоминающее по форме бабочку, способно плавать и совершать точные маневры благодаря беспроводному управлению.
Ключевая особенность робота — нейромышечная система, сформированная путем совместного культивирования двигательных нейронов и кардиомиоцитов, полученных из человеческих стволовых клеток. Клетки вырастили в специальном микрофлюидном устройстве, что позволило сформировать между ними электрические синапсы — быстрые двунаправленные соединения.
Принцип работы биоробота. Видео: Hiroyuki Tetsuka et al., Science Robotics
Исследователи включили двойной слой ткани в гибкий каркас с гидрогелевыми плавниками в форме крыльев бабочки и электронными деталями, обеспечивающими беспроводную связь с роботом. Используя систему частотного мультиплексирования, исследователи смогли избирательно активировать нейроны с левой или правой стороны «мозга» робота. Это позволяет контролировать движения плавников, регулируя скорость и направление плавания.
Испытания биоробота. Видео: Hiroyuki Tetsuka et al., Science Robotics
В ходе испытаний робот двигался со средней скорость 0,52 мм/с, совершая взмахи плавниками до двух раз в секунду. Также он мог вращаться с кривизной 0,11 радиан на миллиметр.
В отличие от большинства существующих биороботов, это первая система, которая обладает интегрированной нервной системой, что позволяет ей более эффективно адаптироваться к изменениям окружающей среды. Исследователи полагают, что их разработка может стать основой для создания более сложных автономных биогибридных устройств, способных воспринимать сигналы окружающей среды и обучаться.
