Ученые из Японии создали биогибридную руку с человеческими мышцами

Фото из открытых источников

Учёные из Токийского университета совместно с коллегами из Университета Васэда сделали важный шаг в развитии биогибридной робототехники, создав роботизированную руку, которая использует настоящие человеческие мышцы, выращенные в лаборатории. Как сообщает портал ferra.ru, длина этой необычной конструкции составляет 18 сантиметров, а её возможности включают движение всех пяти пальцев, выполнение захватов и простых жестов вроде "камень-ножницы-бумага".

Ключевой особенностью разработки стала технология MuMuTAs (множественные мышечные актуаторы), созданная под руководством профессора Сёдзи Такэути. Для этого учёные вырастили тонкие мышечные волокна из человеческих клеток, собрали их в компактные пучки, напоминающие свёрнутые суши, и прикрепили к 3D-печатной пластиковой основе с подвижными суставами. Электрические импульсы заставляют мышцы сокращаться, благодаря чему пальцы приходят в движение. Тем не менее, как и живые мышцы, искусственные волокна устают после примерно десяти минут работы и требуют часового отдыха в питательной среде для восстановления.

Одна из главных трудностей, с которой сталкиваются исследователи в области биогибридных систем, — это слабость искусственно выращенных мышц и их склонность к некрозу из-за недостатка кислорода. Для решения этой проблемы команда Такэути применила тонкие мышечные волокна вместо более толстых структур, что позволило улучшить питание клеток. Пока что рука функционирует исключительно в жидкой среде, однако учёные рассматривают это как промежуточный этап на пути к созданию более сложных систем.

Важным достижением стало создание достаточно прочных и длинных мышечных тканей, способных управлять большой структурой руки. При этом технология требует доработок: например, чтобы пальцы могли возвращаться в исходное положение после сокращения, могут понадобиться дополнительные мышечные пучки-разгибатели.

Хотя на данном этапе функционирование устройства ограничено условиями работы в жидкости, разработчики уверены, что их технология послужит основой для создания более сложных биогибридных конструкций. В перспективе такие системы могут найти применение в протезировании, медицинских исследованиях и робототехнике, открывая путь к созданию искусственных конечностей с большей функциональностью и реалистичностью движений.