При создании биороботов инженеры часто ориентируются на живые системы. Поведение и моторные способности живых организмов в таком случае выступают прототипами и моделями движений, которые инженеры пытаются в точности воссоздать в производимых ими роботах.
Такие схемы разработки роботов приводят к открытиям в области инженерии и робототехники. Эти открытия позволяют решать задачи, которые человеку взять на себя не под силу. Однако, воссоздать комплекс моторных способностей биологических организмов в роботической системе не так просто. Нередко это требует создания гибридных биороботов — роботов, состоящих как из искусственных, так и естественных (биологических) материалов.
Исследователи из Университета Иллинойса нашли еще один метод производства гибридного биоробота, совместив спинной мозг крысы с искусственно созданной мускульной системой, разработанной посредством тканевой инженерии. После наблюдения за получившейся системой в течение 7 дней ученые обнаружили, что мотонейроны (двигательные нейроны) спинного мозга, некогда принадлежавшего крысе, производят электрическую активность. Она в свою очередь вызывает мышечные сокращения в искусственно созданной системе мускулов.
Стало очевидно, что таким образом гибридная система имитирует работу периферической нервной системы. Это показывает, что спинной мозг способен осуществлять свои функции даже после изъятия из своего природного местоположения и переноса в искусственную систему.
Теоретико-практическая польза новой гибридной системы велика. К примеру, она может решить проблему, существующую в медицинских исследованиях. Известно, что периферическую нервную систему трудно изучить целиком, не причиняя при этом ей вреда. Особенно сильно эта проблема проявляется, к примеру, в случае болезни Лу Герига, также известной как боковой амиотрофический склероз. При этом заболевании нейроны умирают, и это приводит к полной потере моторных функций.
Гибридная искусственная периферическая нервная система, разработанная учеными, может с легкостью стать объектом изучения при исследовании этой болезни. На примере гибридной системы ученые могут анализировать конкретные участки и моторные процессы, затронутые болезнью, в реальном времени.
фото: Collin D. Kaufman
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.