Robots impulsados por tejido neuromuscular

Los investigadores han desarrollado dispositivos robóticos blandos impulsados ​​por tejido neuromuscular que se dispara cuando es estimulado por la luz, llevando la ingeniería mecánica un paso más cerca del desarrollo de biobots autónomos.

Los equipos de investigación de ciencias mecánicas e ingeniería de la Universidad de Illinois trabajaron juntos para desarrollar los primeros biobots autopropulsados ​​de natación y caminata biohíbridos impulsados ​​por el latido de las células cardíacas derivadas de ratas.

El primer estudio de natación demostró con éxito que los bots, modelados a partir de células de esperma, de hecho podían nadar. Esa generación de robots de cola simple utilizó tejido cardíaco que late por sí solo, pero no podían sentir el ambiente ni tomar ninguna decisión.

Nueva generación de robots

El segundo estudio se encargó de que los investigadores demuestran mediante una nueva generación de robots de dos colas impulsados ​​por tejido del músculo esquelético estimulado por neuronas motoras a bordo, que las neuronas tienen propiedades optogenéticas, tras la exposición a la luz, las neuronas se activarán para activar los músculos.

tejido neuromuscular

Se  aplicó un cultivo de células neuronales optogenéticas, derivado de células madre de ratón, adyacentes al tejido muscular. Las neuronas avanzaron hacia el músculo y formaron uniones neuromusculares, dando como resultado que el nadador se ensamblara por sí solo

Después de confirmar que el tejido neuromuscular era compatible con sus esqueletos sintéticos de biobot, el equipo trabajó para optimizar las habilidades del nadador.

Las unidades neuronales

Es muy importante diseñar cuidadosamente el andamio alrededor del cual crecen los biobots e interactuar para aprovechar al máximo la tecnología y lograr las funciones locomotoras. Las simulaciones por computadora que se ejecutan juegan un papel fundamental en esta tarea, ya que podemos abarcar varios diseños posibles y seleccionar solo los más prometedores para probar en la vida real.

La capacidad de impulsar la actividad muscular con neuronas comprime el camino para una mayor integración de las unidades neuronales dentro de los sistemas biohíbridos. Dada la comprensión del control neuronal en animales, es posible avanzar con el diseño neuromuscular biohíbrido mediante el uso de una organización jerárquica de redes neuronales.

Resultado final

El equipo visualizó este avance que lleva al desarrollo de sistemas vivos multicelulares de ingeniería con la capacidad de responder de manera inteligente a las señales ambientales para aplicaciones en bioingeniería, medicina y tecnologías de materiales de autocuración.

Sin embargo, el equipo reconoce que, como los organismos vivos, no se desarrollarán dos máquinas biohíbridas para ser exactamente iguales.

Al igual que los gemelos no son realmente idénticos, dos máquinas diseñadas para realizar la misma función no serán las mismas. Uno puede moverse más rápido o curarse del daño de manera diferente al otro, un atributo único de las máquinas vivas.

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