Terminátor roku 2025? Biohybridní ruka ovládaná pěstovanými svaly ožívá

Výzkumníci z Tokijské univerzity a Univerzity Waseda v Japonsku dosáhli průlomového objevu – vytvořili biohybridní ruku, fúzi pěstované svalové tkáně a mechanického inženýrství, schopnou uchopení a provádění gest. Tato inovace otevírá cestu pro novou generaci robotů s různými aplikacemi.

Ačkoliv se měkké roboty a moderní protézy stávají stále běžnějšími, kombinace živé tkáně a strojů je stále poměrně vzácná. Oblasti biohybridní vědy je teprve v plenkách, s pouhými několika příklady, jako jsou umělé ryby poháněné buňkami lidského srdce nebo roboti využívající kobylčí uši ke sluchu. Tato nová biohybridní ruka představuje významný krok vpřed v praktickém uplatnění této technologie.

Jak se jim to podařilo? Tým začal pěstováním svalových vláken v laboratoři. Uvědomujíce si, že tato jemná tkáň by sama o sobě nebyla dostatečně silná, sbalili je do takzvaných „multi-tkáňových aktuátorů“, neboli MuMuTAs. „Naším hlavním úspěchem byl vývoj MuMuTAs,“ uvedl Shoji Takeuchi z Tokijské univerzity.

Takeuchi je spoluautorem studie popisující tento výtvor, která byla publikována v časopise Science Robotics. Shoji vysvětlil, že vytvoření MuMuTAs bylo jejich klíčovým úspěchem. Sbalením tenkých vláken svalové tkáně jako sushi rolky zajistili dostatečnou kontraktilní sílu a délku pro ovládání pohybů ruky.

Jedním z nejpozoruhodnějších zjištění bylo, že biohybridní ruka pociťovala únavu, stejně jako skutečná lidská ruka. Po 10 minutách používání síla tkáně klesala, ale během hodiny odpočinku se zotavila. Toto pozorování zdůrazňuje život podobné vlastnosti konstruované svalové tkáně.

Takeuchi a jeho tým uznávají, že jejich výtvor je v současné době pouze důkazem konceptu. Během studie byla ruka vznášena v kapalině, aby se minimalizovalo tření, a přidání elastických prvků nebo více MuMuTAs by vyřešilo problém segmentů vracejících se do neutrální polohy po ohnutí. Sbalením tkáně dohromady však překonali hlavní překážku při zvětšování biohybridních zařízení. Dříve byla tato zařízení omezena na velikost asi jednoho centimetru.

Vývoj MuMuTAs představuje důležitý milník v napodobování biologických systémů, což vyžaduje zvětšení jejich velikosti. Ačkoliv je oblast biohybridní robotiky stále mladá, tato technologie má potenciál zrevolucionizovat moderní protézy. Mohla by také sloužit jako cenný nástroj pro pochopení funkce svalové tkáně, testování chirurgických zákroků a vývoj léků zaměřených na svalovou tkáň.

Biohybridní ruka je pozoruhodný úspěch, který spojuje biologii a inženýrství. I když je stále ve svých počátcích, tato technologie nabízí náhled do budoucnosti, kde roboti budou mít život podobný pohyb a citlivost. Vývoj MuMuTAs překonal významné překážky, čímž otevřel cestu pro pokročilé protézy a hlubší pochopení funkce svalové tkáně.