Розроблено біоробота, яким керують справжні нейрони

Систему створили за допомогою спільного культивування рухових нейронів і кардіоміоцитів зі стовбурових клітин людини в мікрофлюїдному пристрої.

Інженери зі Швейцарії та США створили біогібридного робота, керованого штучним “мозком” із живих нейронів. Пристрій, що нагадує за формою метелика, здатний плавати і здійснювати точні маневри завдяки бездротовому управлінню.

Ключова особливість робота – нейром’язова система, сформована шляхом спільного культивування рухових нейронів і кардіоміоцитів, отриманих з людських стовбурових клітин. Клітини виростили в спеціальному мікрофлюїдному пристрої, що дало змогу сформувати між ними електричні синапси – швидкі двоспрямовані з’єднання.

Дослідники включили подвійний шар тканини в гнучкий каркас із гідрогелевими плавниками у формі крил метелика та електронними деталями, що забезпечують бездротовий зв’язок із роботом. Використовуючи систему частотного мультиплексування, дослідники змогли вибірково активувати нейрони з лівого або правого боку “мозку” робота. Це дає змогу контролювати рухи плавників, регулюючи швидкість і напрямок плавання.

Під час випробувань робот рухався із середньою швидкістю 0,52 мм/с, здійснюючи помахи плавниками до двох разів на секунду. Також він міг обертатися з кривизною 0,11 радіан на міліметр.

На відміну від більшості наявних біороботів, це перша система, яка має інтегровану нервову систему, що дає їй змогу більш ефективно адаптуватися до змін навколишнього середовища. Дослідники вважають, що їхня розробка може стати основою для створення складніших автономних біогібридних пристроїв, здатних сприймати сигнали довкілля і навчатися.