
Команда исследователей из Токийского университета разработала полноразмерную био-гибридную руку длиной 18 см, управляемую искусственно выращенными человеческими мышцами. Это достижение стало возможным благодаря инновационному подходу, решающему проблему некроза — главного препятствия при создании крупных биомеханических систем.
Био-гибридные роботы, сочетающие биологические компоненты (мышцы, растительные материалы) с синтетическими структурами, до сих пор оставались небольшими и простыми из-за сложностей поддержания жизнеспособности тканей. «Масштабирование таких систем ограничивалось слабой сократительной силой культивируемых мышц, риском отмирания клеток в толстых тканях и трудностями интеграции биологических элементов с искусственными», — пояснил профессор Сёдзи Такэути, руководитель исследования.

Ключевым прорывом стал метод, вдохновлённый приготовлением суши-роллов. Учёные вырастили тонкие мышечные волокна в питательной среде на чашках Петри, обеспечив равномерное поступление кислорода и питательных веществ. Затем эти слои свернули в цилиндрические пучки, названные MuMuTAs (multiple muscle tissue actuators). «Такая конфигурация оптимизирует сократимость, сохраняя диффузию кислорода», — отметил Такэути.
Каждый из пяти MuMuTAs, размещённых в стеклянных контейнерах, генерировал усилие в 8 мН — достаточно для поднятия канцелярской скрепки. Мышцы активировались электрическими импульсами через электроды, закреплённые на концах. Это позволило руке выполнять жесты «камень-ножницы-бумага», манипулировать пипеткой и сгибать трёхсуставные пальцы, управляемые тросами. Лабораторные мышцы демонстрируют сократительную силу 0.7 мН/мм² против 6 мН/мм² у живых тканей. Для усиления Такэути предлагает «тренировать» искусственные мышцы: «Повторяющиеся сокращения могут повысить выносливость и силу, как у естественных аналогов». Альтернатива — стимуляция химическими факторами роста.
Однако система имеет ограничения. Движение пальцев возможно только в одном направлении — обратное возвращение обеспечивается плавучестью жидкой среды. Для двустороннего контроля Такэути предложил добавить эластичные материалы или вторую группу мышц-антагонистов, как в человеческой кисти. Кроме того, работоспособность руки пока что зависит от жидкости, питающей ткани. «Для перехода в сухую среду потребуются искусственные системы доставки питательных веществ», — признал учёный.
Ещё одной проблемой стала усталость мышц: после 10 минут активной работы сила сокращения MuMuTAs снижалась, восстанавливаясь лишь после часового «отдыха» в питательной среде.
Несмотря на текущие ограничения, разработка открывает путь к созданию сложных био-гибридных систем — от протезов нового поколения до роботов с «живыми» мышцами. Успех метода MuMuTAs подтверждает, что даже без искусственной сосудистой сети можно преодолеть некроз. Следующим шагом станет интеграция таких мышц в автономные конструкции, способные функционировать вне лабораторных условий.
-
17.03.2025 20:44:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:41:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:38:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:32:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:25:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:17:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:13:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:06:00 | iXBT.com
17.03.2025 20:01:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:53:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:49:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:43:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:43:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:43:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:28:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:13:00 | iXBT.com
17.03.2025 19:13:00 | iXBT.com
17.03.2025 18:52:00 | iXBT.com
17.03.2025 18:36:00 | iXBT.com
17.03.2025 17:36:00 | iXBT.com
17.03.2025 17:31:00 | iXBT.com
17.03.2025 16:40:00 | iXBT.com
17.03.2025 16:27:00 | iXBT.com
17.03.2025 15:49:00 | iXBT.com
17.03.2025 15:35:00 | iXBT.com
17.03.2025 14:58:00 | iXBT.com
17.03.2025 13:58:00 | iXBT.com
17.03.2025 13:54:39 | TechCult.ru
17.03.2025 13:49:00 | iXBT.com
17.03.2025 13:49:00 | iXBT.com
17.03.2025 13:44:00 | iXBT.com
17.03.2025 13:29:00 | iXBT.com
-
18.03.2025 15:45:58 | ferra.ru
18.03.2025 15:23:09 | vc.ru
18.03.2025 15:03:16 | it-world
18.03.2025 15:00:33 | ferra.ru
18.03.2025 14:15:10 | ferra.ru
18.03.2025 14:11:19 | ferra.ru
18.03.2025 13:30:04 | ferra.ru
18.03.2025 13:06:17 | vc.ru
18.03.2025 12:54:31 | Хабр
18.03.2025 12:45:22 | ferra.ru
18.03.2025 12:11:32 | Хабр
18.03.2025 12:00:37 | ferra.ru
18.03.2025 11:33:47 | Хабр
18.03.2025 11:30:11 | Хабр
18.03.2025 11:24:06 | vc.ru
18.03.2025 11:19:58 | vc.ru
18.03.2025 11:14:08 | Хабр
Техническая поддержка проекта ВсеТут