Биороботизированного ската собрали из новорожденных мышей

По словам профессора Кевина Кита Паркера, форма ската была выбрана в связи с простотой воспроизведения его локомоции. Стабильность, эффективность движений и маневренность делают ската «идеальной биологической моделью для робототеники», отметил ученый.

Сконструированный робот состоит из литого эластомерного корпуса с каркасом из золота и одного слоя генномодифицированных мышечных волокон. ДНК последних была скорректирована таким образом, чтобы обеспечить реакцию на излучение синего цвета. При этом волокна были расположены вдоль тела в форме змеевика, что позволило стимулировать повторяющиеся волнообразные движения плавников только с помощью световых импульсов.

Удержание робота на плаву обеспечил золотой каркас с ассиметричной жесткостью. Скелет автоматически сжимался, подбрасывая устройство вверх в ответ на расслабление мускулатуры, которая за счет однослойной структуры двигала рыбу исключительно вперед и вниз. Тестирование технологии осуществлялось в питательном растворе Тироде, имитирующем химический состав крови.

Создание робота заняло семь дней, большая часть времени потребовалась для естественного роста волокон. В качестве биоматериала выступили живые клетки сердца новорожденных мышей: около 200 тысяч клеток для одного робота. При длине корпуса в 16,3 миллиметра и весе чуть более 10 граммов устройство развивало скорость 3,2 миллиметра в секунду, подчеркивается, что показатель может быть увеличен за счет увеличения частоты световых импульсов.

По словам Паркера, несмотря на мнимую хрупкость, робот сохранял стабильный КПД до 80% в течение шести дней после активации. Его выносливость также варьировалась в зависимости от дизайна золотого каркаса: она повышалась при концентрации «ребер» в районе позвоночника и их сокращении на периферии. Технология может лечь в основу исследований, направленных на создание генетически модифицированных животных, свойства которых превзойдут чисто биологические или механические системы.