الرئيسية - مساحة المقالات - باحثون يقومون بتطوير روبوتات حيوية تتحرك بالعضلات

باحثون يقومون بتطوير روبوتات حيوية تتحرك بالعضلات

قام باحثون من جامعة Illinois بإنتاج جيل جديد من الروبوتات الحيوية “bio-bots” تعمل على العضلات ويمكن تحفيزها على المشي من خلال نبضات كهربائية. لا تمثل هذه الروبوتات تقدماً هائلاً في مجال الروبوتات الحيوية اللينة فحسب وإنما قد يكون لها استخدامات في تطبيقات متنوعة من ضمنها فحص الأدوية وأنظمة التوصيل. تم نشر هذه الدراسة في PNAS.

إن ربط الروبوتات اللينة مع المكونات البيولوجية الحية مثل الخلايا والأنسجة يسمح بتطوير آلات قادرة على الحس والاستجابة لعدة محفزات بيئية متحكم بها. يقول الباحث الرئيسي رشيد بشير “نحن نعمل على دمج المبادئ الهندسية هذه مع علم البيولوجيا بطريقة يمكن استخدامها لتصميم وتطوير آلات بيولوجية وأنظمة لتطبيقات بيئية وطبية.”
من أجل إنتاج هذه الروبوتات ذات الأبعاد السنتمترية والقادرة على الحركة قام الفريق بدمج الطباعة ثلاثية الأبعاد مع هندسة النسج. قامت مجموعة بشير في البداية بعرض قدرات هذه التقنية عن طريق روبوت حيوي تم تصنيعه باستخدام خلايا قلب حية من جرذان. ومع تقلصات الخلايا كان الروبوت يتحرك أو يمشي بمحاذاة سطح ضمن سائل. ولكن لسوء الحظ كانت فائدة هذه الروبوتات محدودة بسبب الخفقان المستمر للخلايا حيث لم يستطيعوا إطفاء الروبوت.
وخلال البحث عن تحكم أكبر بالحركة توجه الباحثون إلى خلايا العضلات الهيكلية. يقول بشير “خلايا العضلات الهيكلية جذابة جداً لأنه بإمكانك التحكم بسرعتها من خلال إشارات خارجية، فعلى سبيل المثال يمكنك أن تستخدم عضلة هيكلية عند تصميم جهاز تريده أن يبدأ بالعمل عندما يستشعر مادة كيميائية معينة أو عندما يستقبل إشارة محددة.”
بدأ الباحثون باستخدام الإعدادات الفطرية لنظام العضلات الهيكلية كمخطط أساس لتصاميمهم. قاموا بداية باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتوليد هيكل لهيدروجيل قوي ولكن مرن ثم قاموا بوصل شريط من عضلة هيكلية ثديية معدلة هندسياً من خلال مراكز عملت عمل الأوتار. وباستخدام التحفيز الكهربائي تمكنوا من تنبيه الخلايا في العضلة كي تتقلص، منتجة حركة. عن طريق تعديل معدل النبضات استطاع الفريق التحكم بسرعة الحركة.
تقول الباحثة المساعدة Caroline Cvetkovic “يمثل هذا العمل خطوة أولى هامة في تطوير والتحكم بآلات بيولوجية يمكن تحفيزها، تدريبها أو برمجتها لتقوم بعمل معين, من المشوق التفكير أن هذا النظام يستطيع أن يتطور في النهاية إلى جيل من الآلات البيولوجية التي تستطيع المساعدة في التوصيل الدوائي، الروبوتات الجراحية، الزراعات الذكية أو محللات بيئية متنقلة من ضمن التطبيقات الأخرى غير المعدودة.”
تتضمن المرحلة القادمة البناء على هذا العمل التأسيسي لتحقيق تحكم أفضل بالحركة. على سبيل المثال إذا استطاعوا توظيف العصبونات في الروبوت الحيوي فقد يستطيعون إرشاد الآلة باستخدام الضوء أو المنبهات الكيميائية. إن الهدف النهائي تبعاً لبشير هو القدرة على استخدام هذه الآلات كحساسات مستقلة. ويضيف قائلاً “نريدها أن تتحسس لمنبه كيميائي محدد وتتحرك باتجاهه، ثم تفرز مواد لتحييد السم على سبيل المثال”.

المصدر : موقع iflscience.com

 

عن Wisal Ahdab

Avatar
طالبة هندسة طبية مهتمة بالتقنية والعلوم وزيادة المحتوى العربى على الويب

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

x

‎قد يُعجبك أيضاً

تعاون بين غوغل وديزني لإنتاج كرتون بين المجرات لإلهام الأطفال أن يهتموا بالبرمجة

لا يمكن أن يكون التعليم هو مجرد تلقين بسيط للمعلومات ضمن صفٍ مدرسي، وبفضل التقنيات ...