Glem Cyborgs - Biohybrid Robots Er Næsten Her

{h1}

Der kan komme en dag, hvor mennesker tager form af cyborgs med integrerede robotdele til at forbedre vores evner. Men længe før, kig efter "biohybrid" robotter...

Der kan komme en dag, hvor mennesker tager form af cyborgs med integrerede robotdele til at forbedre vores evner. Men længe før da kan en tilsyneladende modsat form for integration finde sted, hvor robotter er udstyret med humant væv eller andre levende celler for at gøre dem mere livagtige.

Disse "biohybrid" robotter kunne være udstyret med muskelceller for at hjælpe dem med at udføre subtile bevægelser. Og i en mikroskopisk skala kunne små robotter fusioneres med bakterier for at færge dem gennem kroppen for præcise medicinske procedurer.

Og fremtiden synes det, sker nu. [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]

I en ny undersøgelse af undersøgelser beskrev en international gruppe af videnskabsmænd og ingeniører tilstanden af ​​biohybrid robotik - et felt, der indtaster en "dyb revolution i både [de] designprincipper og konstitutive elementer" af robotter. Gennemgangen blev offentliggjort i dag (29. november) i tidsskriftet Science Robotics.

"Du kan overveje dette som modstykke til cyborg-relaterede koncepter," sagde lead author Leonardo Ricotti fra BioRobotics Institute ved Sant'Anna School of Advanced Studies i Pisa, Italien. "I denne opfattelse udnytter vi levende cellers funktioner i kunstige robotter for at optimere deres forestillinger."

Forskere har skabt roboter af alle former og størrelser med stigende kompleksitet i de seneste årtier. Nogle robotter fungerer godt på samlebånd, strammer bolte eller svejser sammen metalplader. Miniaturiserede robotter mindre end en millimeter udvikles til at blive placeret i kroppen for at dræbe kræftceller eller helbrede sår.

Men hvad der mangler blandt alle disse fascinerende robotter er rækkevidden af ​​fin bevægelse og energieffektiviteten i levende organismer, der udviklede sig til perfektion i løbet af millioner af år, fortalte Ricotti WordsSideKick.com. Derfor er det nødvendigt at indarbejde elementer af levende organismer i robotter, sagde han.

Hvis robotbevægelse og effektivitet er finjusteret, kan forskere bruge dem til at udforske menneskekroppen, overvåge miljøer, der er for små eller intrikate for nuværende robotter eller fremstiller produkter med større præcision, skrev forfatterne i anmeldelsen.

Aktivering eller koordinering af bevægelse er en vedvarende forhindring i robotik, sagde Ricotti. Roboter kan for eksempel være designet til nemt at løfte tunge vægte eller lave præcisionsnedskæringer, men de har svært ved at koordinere handlinger som subtile som at revne et æg rent i en skål eller kærtegne en nødsitueret person. Deres oprindelige bevægelser er rykkede.

Dyrebevægelser starter derimod forsigtigt på en mikroskala, da en kaskade af molekylære maskiner bliver aktiveret i nervecellerne og kulminerer i storskalet muskulær bevægelse ifølge undersøgelsen.

Dette øger muligheden for, at dyrevæv, såsom hjertemuskel eller insektmuskel, kan give præcis aktivering og stabil bevægelse i robotter. For eksempel har en gruppe ledet af Barry Trimmer fra Tufts University, en medforfatter af Science Robotics-papiret, udviklet ormlignende biohybrid robotter, der bevæger sig gennem sammentrækning af insektsmuskelceller.

Et andet problem i robotikken er strømforsyningen, især for mikroroboter, hvor strømforsyningen kan være større end robotten selv. Biohybrid robotter kan også overvinde denne forhindring, sagde Ricotti. Hans kollega Sylvain Martel, Polytechnique Montréal, der også er medforfatter af Science Robotics-papiret, bruger magnetotaktiske bakterier, der naturligvis bevæger sig langs magnetfeltlinjer, for at transportere medicin til vanskelige kræftceller. Martels gruppe kan lede bakterierne med eksterne magneter.

Der er grænser for, hvad disse biohybrid robotter kan opnå, men sagde Ricotti. Levende celler skal næres, hvilket betyder, at disse robotter for øjeblikket har tendens til at være kortvarige. Biohybrid robotter kan også kun fungere i det temperaturområde, der er egnet til livet, hvilket betyder, at de ikke kan bruges i ekstrem varme eller kulde.

På trods af disse udfordringer sagde Ricotti og hans kolleger, at området for biohybrid robotter udvikler sig hurtigt fra "kunstens mulige" til videnskaben om "pålidelig fremstilling".

Det kan være, at vores cyborg-efterkommere i den nærmeste fremtid vil blive helbredt af biohybrid robotmedicin - administreres uden tvivl af en androldoktor.

Følg Christopher Wanjek @wanjek til daglige tweets om sundhed og videnskab med en humoristisk kant. Wanjek er forfatteren af ​​"Food at Work" og "Bad Medicine." Hans kolonne, Bad Medicine, vises regelmæssigt på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com