Laboratuvarda yetiştirilen kaslarla çalışan ve potansiyel aktüatörler olarak görev yapacak makinalar olan biyohibrit robotlar yaratmak uzun zamandır çaba gerektiriyor. Biyohibrit robotların esnekliği, onların çok küçük veya karmaşık alanlarda sıkışıp dönmelerine olanak tanıyabilir. Ancak büyük bir engel var; o da mevcut yapay kaslar yalnızca bir yöne çekebiliyor, bu da hareketlerini kısıtlıyor. Bu, yalnızca kolunu esnetebilen, ancak asla döndüremeyen bir robot gibi.
Massachusetts Institute of Technology’deki (MIT) araştırmacılar, karmaşık, çok yönlü hareket edebilen bir robot sistemi yaratmak için bu kodu çözdüler. Bir gözün irisini taklit ederek birden fazla yönde hareket edebilen yapay kas sergilediler. Kavramlarını kanıtlamak için hem dairesel hem de dışa doğru kasılan kas gücüyle çalışan bir yapı yarattılar.
DAMGALAMA TEKNİĞİ
Yapay iris benzeri bir yapı oluşturmak için yeni bir teknik olan ‘damgalama’ uygulandı. Bunun için mikroskobik oluklarla desenlendirilmiş minik bir damgayı 3D yazdırdılar. Bu damga, yumuşak bir hidrojele bastırılarak kas büyümesi için bir plan oluşturuldu. Daha sonra gerçek kas hücreleri bu oluklara ekilerek liflere dönüştürül- dü. Uyarılma sonucunda kaslar kası- lıyor ve bu da liflerin çeşitli yönlere doğru hareket etmesini sağlıyor.
MIT Makina Mühendisliği Bölümü araştırmacıları, “İris tasarımıyla birden fazla yönde kuvvet üreten ilk iskelet kası destekli robotu gösterdiğimize inanıyoruz. Bu, bu damga yaklaşımıyla benzersiz bir şekilde mümkün oldu” diyor.
Ekip, laboratuvarda yetiştirilen kas hücrelerini yetiştirmek ve eğitmek için teknikler geliştiriyor. Ancak öngörülebilir, çok yönlü hareketlere sahip yapay kaslar yaratmak büyük bir zorluk olmaya devam ediyor.
Araştırmacılar; doğal kas dokularının harika yanlarından birinin de sadece tek bir yöne doğru hareket etmemeleri olduğuna vurgu yapıyor. Araştırmacılar, göz irisinde ve trakeanın etrafındaki dairesel kasları, hatta kol ve bacak kas hücrelerinin bile düz olmadığı, açılı bir şekilde yönelimli olduğuna da dikkat çekiyor.
İRİS GİBİ HAREKET EDİYOR
Ekip, her bir kas hücresine uyacak şekilde boyutlandırılmış, son derece ince oluklara sahip, küçük, elde taşınabilen bir damgayı 3 boyutlu olarak yazdırdı.
Temiz bir baskı sağlamak ve hasarı önlemek için araştırmacılar damgayı hidrojele bastırmadan önce bir proteinle kapladılar. Bu protein tabakası desenin eşit bir şekilde aktarılmasını kolaylaştırdı ve damganın hassas jeli yapıştırmadan veya yırtmadan çıkarılmasını sağladı.
Damgalama tekniklerini sergile- mek için ekip, bir insan irisinin kas yapısını yarattı. Dairesel ve radyal kas liflerine sahip olup, genişleme- sine ve daralmasına olanak tanıyor.
Araştırmacılar, iris desenini bir hidrojele bastıktan sonra ışığa tepki veren genetiği değiştirilmiş hücreleri tanıttı. 24 saat içinde, bu hücreler baskının oluklarına yerleşti, kas lifleri oluşturmak için kaynaştı ve tam iris benzeri deseni izledi. Yapay iris, ışıkla uyarıldığında gerçek bir iris gibi birden fazla yöne doğru kasılıyor. Bu, karmaşık, çok yönlü kas dokusu yaratma yeteneğini ortaya koydu.
