На данный момент курьёзной проблемой является то, как назвать получившееся чудо: «био-гибридная система», «искусственное животное», «водоплавающий робот, вдохновленный биологией» и тому подобные и только из-за того, что мы видим перед собой механический робот, созданный на биологической основе.
Формой, созданный биобот (одно из предложенных названий, наиболее полно отражающих получившийся результат) напоминает ската, с которого его копировали. Внешне технология создания описывается следующим образом: силиконовый субстрат образует его тело, скелетная основа – золотая, дополнительный силиконовый покров изолирует скелет, а в сам силикон помещены 200 тысяч генетически модифицированных крысиных клеток. Клетки выращены таким образом, чтобы они могли менять свой размер (получается что-то наподобие клеточно-силиконовых мышц) под воздействием светового пучка разной интенсивности. Плавает биобот в насыщенной питательном раствором среде.
Теперь посмотрим на создание более внимательно.
Форма. Скат имеет плоскую форму, с плавниками, которые начинаются, фактически, от их головы. Волнообразные движение, совершаемые плавниками скатов, крайне энергоэффективны и позволяют им скользить сквозь толщу воды. Такого рода прием перемещения уже давно привлек внимание ученых-исследователей. Поэтому, было решено копировать именно его.
Были создана золотая скелетная основа. Почему золото? Золото довольно гибко и химически неактивный металл. Из него были разработаны позвоночник и ребра, чтобы иметь естественную выпуклость у биобота. Скелет покрывался тонким слоем эластичного эластомера (эластичный полимер). В верхней части бота и вокруг ребер были специально расположены геномодифицированные крысиные кардиомиоциты (мышечные клетки). Будучи простимулированными, кардиомициты сокращают ребра (тянут вниз). Световые импульсы в данном случае играют роль сигналов нервной системы, которая у биобота отсутствует.
Движение плавников вверх-вниз потребовало бы второго слоя кардиомицитов, но исследователи обошли эту проблему, придав ребрам скелета такую форму, чтобы он накапливал механическую энергию движения плавников вниз, которая потом «выплескивалась» бы вверх после цикла клеточного сокращения.
Для того чтобы двигаться влево или вправо, всего-то и надо стимулировать одну сторону биобота сильнее. Простой механический принцип, реализованный посредством ГМ-клеток, реагирующих на световой импульс. Фотореакционная способность мышц позволяет двигаться этот большой плавник, в который превратился биобот, к источнику света.
Более подробно, схема работы видна на картинке ниже (кликабельно).
Вес биобота всего лишь 10 грамм и имеет длину 16 мм.
При этом, так как у биобота полностью отсутствует какое-либо подобие иммунной системы, жить во внешней среде он просто не может.
Как заявил один создателей биобота «Популярной Механике»,
Робототехники и инженеры могут здесь увидеть разные подходы к использованию биологических клеток, в качестве строительного материала… Морские биологи так же могут заинтересоваться тем, как работают мышцы [такого типа].
Стоит отметить, что это, конечно же, удивительное достижение – действующий робот, созданный из биологического материала, повторяющий движения своего биопрототипа. Обычно, бывает наоборот – биопрототип копируется в железе. Это с одной стороны подчеркивает совершенный успешный прорыв на данном направлении (стоит отметить, что он подготавливался долгие годы), с другой – несовершенство наших знаний, поскольку мы сейчас копируем самые простые, можно сказать начального уровня, достижения земной эволюции.
Созданный биобот и близко не является животным: у него нет нервной системы, системы пищеварения, кровеносной системы, системы размножения и т. д.
Так что если в ваших мыслях уже начинает разворачиваться картина рукотворного биоармагеддона, корпорация Амбрела и прочий нереальный вздор – расслабьтесь. Скорее мы получим дронификацию жизни вокруг, нежели чем натуризацию.
Полностью ознакомиться с созданием биобота можно в статье журнала Science.
Post your comments