Muskelgewebe könnte Roboter realistischer machen

Ein Roboter, angetrieben von Muskelgewebe verbessern könnte, wie Ingenieure zukünftige Roboter für die Operationen der Katastrophenhilfe, Exploration oder Bau, entwerfen neue Forschung findet.

Die 3D-gedruckten "Bio-Bot," erstellt von Forschern an der University of Illinois at Urbana-Champaign, hat eine bessere Kontrolle über seine Bewegungen und ein dramatischer Beweglichkeit, so kann es zu navigieren und seine Bewegung als Reaktion auf seine Umgebung zu ändern. Der rechteckige Roboter misst ungefähr 0,2 Zoll (6 Millimeter) lang, und ist aus einem flexiblen, Gelee-Typ Material konstruiert und ausgestattet mit zwei Streifen von entwickelt, Muskelgewebe an beiden Enden.

Diese Art von Skelettmuskelgewebe konventionelle Motoren in Robotern, schließlich ersetzen könnte, sagte Carmel Majidi, Robotik Professor an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, die nicht an der Studie beteiligt ist. [Die 6 seltsamsten Roboter jemals geschaffen]

"Es könnte eine künstliche Muskeln für die Gliedmaßen in einem weichen Roboter erstellen – wie eine künstliche Qualle oder Oktopus – einsetzbar in Search and Rescue Operations, Unterwasser Erkundungen, natürliche Katastrophenhilfe – jedes Szenario wo wir einen Roboter brauchen, in engen Räumen, Pressen" Majidi erzählte Leben Wissenschaft. "Im Grunde wollen Sie einen Roboter, der realistischer ist."

Skelettmuskelgewebe treibt menschliche Bewegung. Es ist deckt die Knochen und durch elastische sehnen, die wir bewusst steuern können. Wenn wir Skelettmuskulatur in bestimmten Teilen des Körpers zusammenziehen, bewegen wir uns – sei es ein Oberschenkel beim laufen oder ein leichtes zucken des Fingers.

Die Forscher integriert Skelettmuskelgewebe von einer Maus-Zelllinie in einen 3D-gedruckten weichen Roboter entwickelt. Weiche Roboter – eine Art Roboter in Bioengineering-inspiriert durch die starke aber elastische Struktur der Seestern – besteht aus flexiblen statt starrem Material, so dass es zu bewegen und sich in neue Umgebungen anzupassen.

Durch die Integration von Skelettgewebe in einen weichen Roboter, erstellt die Forscher eine Maschine, die komplexere motorischen Aufgaben durchführen kann und ist in der Lage, freier und dynamischer Bewegung. Die neue weiche Roboter wäre leicht, biokompatibel und passen die elastischen Eigenschaften des natürlichen Muskelgewebe, sagte der Forscher.

Als die Wissenschaftler des Roboters Bewegung getestet, fanden sie, dass die Bio-Bot verschoben, nur wenn einen Stromschlag gegeben – die Betreiber mehr Kontrolle über seine Bewegung im Vergleich zu früheren Bio-Bots mit Herzgewebe entwickelt. Roboter mit Herzgewebe zucken kontinuierlich, so dass es schwierig, ihre Bewegungen, nach Angaben der Forscher zu kontrollieren.

Wenn Menschen der Roboter nur verschieben kontrollieren können, wenn sie sie wünschen, würde dieser Roboter in sensible oder unvorhersehbaren Arbeitsszenarien noch besser gedeihen. Diese Bots könnte möglicherweise die Art und Weise unser Körper als Reaktion auf unsere wechselnden Umgebungen bewegen imitieren – ob es ein Taxi ausweichen oder Einzug in unsere unten Hund-Yoga-Pose.

In der Studie schreiben die Forscher, dass "Zell-basierte weiche robotische Geräte verwandeln könnte unsere Fähigkeit zur Gestaltung von Maschinen und Anlagen, die dynamisch spüren und auf eine Reihe von komplexen Umweltsignale reagieren können."

Majidi sagte diese Art der Integration von biologischem Gewebe mit Robotik könnte potenziell zu Verbesserung der Gestaltung der Prothesen, aber solche Leistung ist noch in weiter Ferne in die Zukunft. "Das ist noch zu früh arbeiten und die potenziellen Vorteile sind spekulativ auf Basis unserer aktuellen praktischen Verständnis/Erfahrungen", sagte Majidi. "Es gibt vieles, was noch in Technik und Materialien Gewebeintegration, wirklich untethered haben getan werden und autonomen weichen biohybride Roboter."

Derzeit hat DARPA Interesse in weichen Roboter für eine Vielzahl von militärischen Anwendungen, einschließlich für maximale Mobilität und Manipulation (M3) Programm ins Leben gerufen im Jahr 2011 die entwirft Roboter, Warfighters vor Ort zu unterstützen.