مترجم: رضا داد
نوع جديدي از روباتهاي زيستي كوچك، نور را ميبينند و اشعههاي آن را دنبال ميكنند. روباتهاي زيستي كه با سلولهاي ماهيچهاي تغذيه ميشوند، به صورت ژنتيكي براي پاسخ به نور طراحي شدهاند كه اين موضوع به محققان توان كنترل حركات آنها را ميدهد و اين گامي كليدي در راستاي استفاده آنها در موضوعات سلامت، احساس و محيط است.
بشير مسئول مهندسي پزشكي دانشگاه ايلينويز گفت: «نور روشي غيرهجومي براي كنترل اين ماشينهاست. نور به ما در طراحي و حركت انعطافپذيري ميدهد. خط پايين آن چيزي كه در حال انجام هستيم طراحي رو به جلوي سيستمهاي بيولوژيكي است و ما بر اين باوريم كه كنترل نور، گام مهمي به اين سمت است.»
بشير قبلاً نوعي روبات زيستي ارائه كرده بود كه با ميدان الكتريكي فعالسازي ميشد اما الكتريسيته ميتواند تأثير جانبي عكس بر محيط زيستي داشته باشد و اجازه شبيهسازي انتخابي نواحي مشخص ماهيچه براي هدايت روباتهاي زيستي را نميدهد. تكنيك شبيهسازي نوري كمتر هجومي است و به محققان اجازه ميدهد تا اين روباتها را در جهات مختلف هدايت كنند. بشير گفت: اين روباتها بازميگردند و به سمت محرك نوري حركت ميكنند. محققان اين كار را با رشد حلقه در بافتهاي ماهيچهاي خط سلولي يك موش شروع كردند. سلولهاي ماهيچهاي ژني دارند كه طوري اضافه شده كه طولموج مشخصي از نور آبي، سلول را تحريك ميكند كه اين روش اپتوژنتيك ناميده ميشود. حلقهها دور ستونهاي روي ستونفقرات نرم كه به صورت سه بعدي چاپ شده قرار گرفتند و طول آنها بين هفت ميليمتر تا دو سانتيمتر است.
ريتو رمان، دانشجوي تحصيلات تكميلي و نويسنده اول اين مقاله گفت:«حلقههاي ماهيچهاي اسكلتي كه ما طراحي كرديم شبيه حلقه يا نوارهاي لاستيكي هستند چون ميخواهيم داراي مقياس باشند. به اين معني كه ميتوانيم با آنها به صورت سنگبنايي كه ميتواند با اسكلت سه بعدي تركيب شود و روباتهاي زيستي را با كاربردهاي فراوان توليد كند، رفتار كنيم.»
علاوه بر طراحي مقياسي، حلقههاي نازك ماهيچهاي اين مزيت را دارند كه نور و مواد غذايي را از هر طرف در بافت پخش ميكند. اين موضوع با طراحيهاي اوليه روباتهاي زيستي كه از نوار ضخيمي از بافت ماهيچه كه اطراف اسكلت رشد يافته بود استفاده ميكرد، در تناقض است.
محققان اسكلتهايي را با شكلها و اندازههاي گوناگون براي يافتن بهترين پيكربندي كه منجر به بيشترين حركت كلي ميگردد، امتحان كردند. آنها همچنين به صورت روزانه اين حلقههاي ماهيچهاي را تمرين ميدادند كه ماهيچه با نور فلش راهاندازي ميشد و اين كار آنها را براي حركت بيشتر، قدرتمندتر ميساخت.
بشير گفت:«اين طراحي خيلي انعطاف بيشتري دارد. با اين حلقهها، ما هر دو مفصل يا لولا را در مدلچاپي سه بعدي اسكلت به هم متصل ميكنيم. ما چند پايه و چند حلقه داريم و با نور ميتوان جهت حركتها را كنترل كرد. حال مردم ميتوانند از اين طراحي براي ايجاد سيستمهايي با مراتب بالاتر استفاده كنند.»
منبع: ساينس ديلي
