Dieser Cyborg Stingray ist das coolste Sie sehen ganztägig

Ein internationales Forscherteam hat eine unheimlich realistische Roboter Stingray entwickelt, die verwischt die Grenze zwischen Tier und Maschine. Angetrieben durch Licht aktiviert Herzzellen, konnten die Cyborg-Fische begeistern die Entwicklung der futuristischen Medizinprodukte und unglaublich lebensecht synthetische Tiere.

Wie eine tatsächliche Stingray verfügt dieser Miniatur-Roboter einen flachen Körper mit langen flügelartigen flossen. Und wie die reale Sache, er schwimmt durch flattern seine Flossen auf und ab. Seine Polymer "Haut" ist ein gold Skelett umwickelt und mit etwa 200.000 Ratte Herzmuskelzellen genannt Kardiomyozyten geschnürt. Bei nur 16 Millimeter lang und wiegt nur 10 Gramm, ist es ein Cyborg im wahrsten Sinne – eine Mischung aus biologischen und synthetischen Komponenten.

Der Aufwand, die Roboter Stingray zu bauen wurde unter der Leitung von Kit Parker, Professor für Biotechnologie und angewandte Physik an der Harvard University. Seine "Heureka" Moment gekommen für das Projekt bei einem Besuch in das New England Aquarium mit seiner Tochter Caroline.

"sie versuchte, ein Stachelrochen streicheln und sie legte ihre Hand in das Wasser und der Stingray schnell entfernte sich von der Hand in einem sehr eleganten Weg", sagte Parker Gizmodo. "Es fiel mir wie ein Donnerschlag, die ich könnte dieses System in der Muskulatur aufbauen, und das sähe es sehr ähnlich wie die [Muskelschicht] des Herzens."

Parker hat diese Idee zu seinem Team, und sie fingen an, ihre Miniatur, Weichgewebe Roboter zu bauen. Nach dem Erstellen eines neutral geladenen gold Skeletts, überzog ihn die Forscher mit einer dünnen Schicht von flexiblen Polymer. Eine Reihe von lichtempfindlichen (Photovoltaik) Kardiomyozyten wurden strategisch ausgerichtet, am oberen Rand.

Bei Lichteinfall, verursacht die Muskelzellen kollektiv die Flossen zu Vertrag in einer Abwärtsbewegung. Erstellen Sie die Aufwärtsbewegung, die Forscher das gold Skelett so ausgelegt, dass es natürlich etwas nach unten Energie, die später freigegeben wird speichert, wenn die Zellen sich entspannen.

Für die Entwicklung ein Leitsystems wandte sich Parker erneut an seine Tochter für Inspiration. "Als meine Tochter noch klein war, ich habe darauf ein Laser-Pointer auf den Boden und sie würden versuchen, auf es zu stampfen", sagte er. "Wir gehen für einen Spaziergang auf der Straße und ich könnte sie auf dem Bürgersteig sicher durch nur den Hinweis auf ein Laser-Pointer auf den Boden. Es mir eingefallen, dass wir Optogenetik nutzen könnten, um dies mit der Gewebezüchtungen Stingray zu imitieren."

Also das ist, was sie taten. Ausschöpfung des Potenzials von lichtempfindlichen Zellen, konnte Parkers Team die Stingray mit asymmetrischen Lichtimpulse steuern. Da die Stingray nach vorne bewegt, können die Impulse es entweder nach links oder rechts führen. Unterschiedliche Frequenzen des Lichtes können verwendet werden, um seine Geschwindigkeit zu steuern. Testeten das lichtgetriebenen Navigationssystem mit der Cyborg Stingray navigieren durch ein Hindernis-Parcours.

Es ist dieses Projekt mehr als nur ein Leben-wie Fisch zu schaffen. Parkers primäre Interesse ist das Herz und wie die verschiedenen Teile der Anatomie mit Durchblutung helfen zu verstehen. "Mit Ausnahme von Krebstieren, haben fast alle marinen Lebensformen Muskeln entwickelt, um Flüssigkeit, bewegen", sagte Parker. "Um unsere Studien des Herzens zu gelangen haben wir begonnen, Blick auf marinen Lebensformen und die Muskeln Pumpen, die sie repräsentieren." Parker hofft auf bessere Einblicke in das menschliche Herz und Herz-Kreislauferkrankungen durch reverse Engineering zu gewinnen andere Formen der muskulären Pumpen in der Natur gefunden.

Diese Forschung könnte auch noch besser und nützlicher, automatisierte und halbautomatische Roboter. Wenn es darum geht, bessere Roboter zu bauen, hat Biologie seine Vorteile. Zum Beispiel ist dieser besondere Bot schneller als andere ähnliche Geräte; seine Zellen fungieren als Aktor und Sensor. "Lebende Muskelzellen sind viel energieeffizienter als synthetische Aktoren und können programmiert werden, um coole Dinge,", sagte Parker.

Biologie ist natürlich nicht perfekt. Ein Nachteil bei der Verwendung von Zellen als Baustoff ist, dass sie verletzlich, zerbrechlich sind, und sie schließlich sterben. Aber das Potenzial für Tissue engineering und weiche Robotik ist riesig. Diese winzigen Cyborg Stingray ist ein sicheres Zeichen von größeren und besseren Dingen zu kommen.

[Wissenschaft]