Robot kecil ‘ikan pari’ berenang di sel tikus yang diaktifkan cahaya
Peneliti Harvard telah menciptakan robot ikan pari berukuran satu sen yang dapat berenang dengan sel jantung tikus hasil rekayasa genetika yang diaktifkan oleh lampu LED.
Ini adalah lini robotika terbaru yang menggabungkan silikon dengan sel hidup. Sebelum ikan pari, tim yang dipimpin oleh Kit Parker, profesor bioteknologi dan fisika terapan di Universitas Harvard, membuat robot ubur-ubur dari bahan serupa pada tahun 2012. Ketika sel jantung robot distimulasi secara listrik, ubur-ubur berenang tanpa tujuan. Tidak ada cara untuk mengirimkannya.
“Sulit untuk mengendalikan pergerakan robot ubur-ubur,” kata anggota tim Sung – Jin Park, rekan peneliti di bidang bioteknologi di Institut Wyss Harvard, kepada FoxNews.com. “Kami mengendalikan otot rekayasa hayati pada robot ubur-ubur dengan pulsa listrik, sehingga sulit untuk menstimulasi otot secara lokal, yang sangat penting untuk menghasilkan gerakan terkoordinasi kompleks yang terlihat pada jaringan otot biologis.”
Untuk mengatasi kendala ini, para peneliti mulai membuat robot “ikan pari” baru. Kerangka emas tipis yang dicetak 3D diapit di antara lapisan polimer, di atas pola 200.000 sel jantung tikus hidup. Sel-sel ini kemudian dimodifikasi secara genetik untuk berkontraksi saat terkena cahaya LED. Menjadi ringan – rute aktivasi memecahkan masalah kemudi.
Selengkapnya dari BGR
Pertama, ikan pari dihidupkan dengan serangkaian lampu berkedip awal. “Saat sebuah domino jatuh dengan mulus ke (rangkaian) domino berikutnya, kami menyinari bagian depan balok, memulai aktivasi otot dan penyebaran aktivasi dan kontraksi otot dari depan ke bagian belakang sirip,” kata Park menjelaskan. “(Itu) membuat jet berenang ke depan dengan menghasilkan gerakan seperti gelombang.”
Saat peneliti menggerakkan cahaya melintasi air, robot perlahan mengikuti. Sirip kanan dan kiri jet dirangsang secara terpisah untuk berbelok — misalnya, saat lampu menyala di sisi kanan, robot berbelok ke kiri. Kecepatan rata-rata robot, ketika dipandu melalui rintangan darurat di bawah air, adalah 1,5 milimeter per detik, jadi jangan berharap untuk melihatnya di Rio untuk Olimpiade (walaupun tampaknya ia mampu berlari melalui kekeruhan dalam kondisi air tertentu. bisa berenang).
Diharapkan bahwa teknologi baru ini dapat memberikan manfaat besar bagi lingkungan dan kesehatan dalam jangka panjang, dengan mengutamakan pembersihan polusi dan organ buatan.
“Untuk robotika biologis, kita dapat menggunakannya sebagai sensor dan aktuator jenis baru,” kata Park. “Di masa depan, makhluk buatan yang dapat melakukan perilaku kompleks seperti tugas eksplorasi, navigasi, dan pengenalan akan dikembangkan. Kita dapat menggunakan makhluk ini sebagai sistem sensor jenis baru untuk pemantauan lingkungan dan sebagainya.”
Meskipun ia dengan cepat menyadari bahwa pekerjaan semacam ini masih jauh dari kenyataan karena ketidakmampuan untuk membuat jaringan mandiri dengan teknologi saat ini, Park memiliki gambaran tentang apa yang mungkin terjadi di masa depan.
“Dalam jangka panjang, kami memperkirakan jaringan hidup akan direkayasa sebagai bahan penyusun yang andal dengan menggabungkan genetika, rekayasa jaringan, dan teknik manufaktur baru (bioprinting dan pencetakan 3D), siap untuk dirakit menjadi makhluk buatan ini,” ujarnya.
Tantangan berikutnya bagi tim adalah di bidang medis: membangun model jantung buatan. Seperti yang digambarkan dalam film “Crank 2: High Tegangan,” jantung buatan saat ini sedikitnya bermasalah.
“Jantung buatan saat ini memiliki banyak masalah karena peralatan cair yang rumit,” jelas Park, “seperti ukurannya yang besar, pembekuan darah, kekurangan baterai, dan risiko tinggi infeksi bakteri dari peralatan eksternal.”
Tim berharap permasalahan tersebut dapat diatasi dengan teknologi ponsel baru. “Jaringan biologis dapat beradaptasi dengan tubuh kita dan dapat meminimalkan ukuran dan konsumsi daya,” kata Park.
Model buatan baru ini akan menangkap aksi pemompaan jantung yang terkoordinasi dan dapat digunakan untuk menyelidiki mekanisme yang mendasari penyakit jantung bawaan.
Studi ini dapat ditemukan di edisi 8 Juli Sains.
Terkait:
