Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
08.09.2016 12:59 - Biohybrid Роботи Изградени От Жива Тъкан Започват Да Се Конкретизират
Автор: zahariada Категория: Други   
Прочетен: 551 Коментари: 0 Гласове:
1


Постингът е бил сред най-популярни в категория в Blog.bg
Biohybrid Роботи Изградени От Жива Тъкан Започват Да Се Конкретизират

ТЕМИ: Роботи Наука Виктория Webster
10 АВГУСТ 2016

  image  http://www.zahariada.com/
 Забележка Активист Post редактора : Ние сме включени много статии през годините предупреждават за научни и военни разработки, които бяха налагащи се към 
сливането на роботиката с природата ., Обикновено в областта на война и наблюдение, успоредна на тази, са развитието на науката за околната среда и здраве, които наемат нанотехнологиите и биороботика които започват да се промени из основи начина, по който се определят естествения свят. Тази мисия е крайъгълен камък на Transhumanism, най-добре е описано в книги като Ray Kurzweil на ексцентричната е близо , където дата мишена на 2045 се теоретизира за човечеството напълно да се слее с машини като на следващия етап от еволюцията извън биология; Kurzweil е обозначен този процес като човешкото тяло 2.0 Поради това е, поучително да слушат експертите себе си, тъй като те се документира този път, така че ние може да бъдете информирани и да стане. участва в обсъждането на това дали определени граници трябва да бъдат разбити. Както подчерта наскоро, има генетична надпревара във въоръжаването разработка, която вече се води без много обществени дебати. Ограничения са настроени да бъде издигнат за развитието на химери, например: човешко-животински хибриди . В статията по-долу ще прочетете за това как следващото поколение роботи също ще бъде хибриди, които използват естествени процеси, за да се предполага, че се подобри възможностите на двете. Тези експерименти не се прави на някакъв отдалечен остров, населен с луди учени и зли гении, но повечето пъти полето на открито в университетите на нашата нация.Ние трябва да бъдем готови да поемат по-близък поглед към това, което се учи и да се определи бързо, ако потенциалните последствия са на стойност продължава тези изследвания при сегашното темпо.

Мислете за традиционен робот и най-вероятно си представя нещо направено от метал и пластмаса. Такива "ядки-и-болтове" роботи са изработени от твърди материали. Като роботи поемат повече роли извън лабораторията, такива твърди системи може да представлява риск за безопасността на хората, те си взаимодействат с. Например, ако промишлен робот люлки в лице, има риск от контузии или увреждане на костите.

Изследователите все повече търсят решения, които да направят роботи-мек или по-съвместим - по-малко като твърди машини, по-скоро като животни. С традиционните задвижващи механизми - като например двигатели - това може да означава използване на въздушни мускули или добавяне извори в паралел с мотори. Например, на робот Whegs , като пружина между мотор и крака на колело (Wheg) означава, че ако роботът работи в нещо (като човек), пролетта абсорбира част от енергията, така че лицето не е наранен. Бронята на прахосмукачката робот Roomba е друг пример; това е пружина, така че Roomba не уврежда нещата, тя се сблъсква с.

Но има все по-голям област на изследвания, че е като по-различен подход. Чрез комбиниране на роботиката с тъканно инженерство, ние започваме да се изгради роботи, задвижвани от живия мускулната тъкан или клетки. Тези устройства могат да бъдат стимулирани с електрическо или с лека да направи договора клетки да се огъват техните скелети, вкарвайки на робота да плуват или обхождане. Получените Biobots могат да се движат и са меки като животни. Те са по-безопасни около хора и обикновено по-малко вредни за околната среда те работят в сравнение с традиционните робот може да бъде. И тъй, като животни, те се нуждаят от хранителни вещества, за да прокара своите мускули, а не батерии, biohybrid роботи са склонни да бъдат по-леки прекалено.

image

Лечебните инженерство Biobots на титанови матрици. Karaghen Хъдсън и Sung-Jin Park , CC BY-ND

Изграждане на biobot

 

Изследователите измислям Biobots чрез отглеждане живи клетки, обикновено от сърце или скелетни мускули от плъхове или пилета, на скелета, които не са токсични за клетките. Ако субстратът е полимер, устройството е създаден biohybrid робот - хибрид между природни и човешки изкуствени материали.

Ако просто поставете клетки на един монолитен скелет без никакви указания, те внесено в произволни ориентации. Това означава, че когато изследователите прилагат ток, за да ги преместите, свиване сили на клетките ще бъдат прилагани във всички посоки, което прави устройството неефективна в най-добрия.

Така че по-добре да сбруя енергия на клетките, изследователи обръщат към micropatterning. Ние печат или отпечатване микромащаб линии на скелет, изработен от вещества, които клетките предпочитат да се прикрепят към. Тези линии ръководят клетките, така че, тъй като те растат, те се уеднаквят по отпечатан модел. С клетките всички наредени, изследователите могат да насочват как да се прилага тяхното свиване сила към основата. Така че, вместо просто бъркотия на изпичане клетки, всички те могат да работят в унисон, за да преместите крака или перка на устройството.

image
Tissue-инженерство мек робот лъч, който се контролира със светлина. Karaghen Хъдсън и Майкъл Rosnach , CC BY-ND   Biohybrid роботи, вдъхновени от животни

Отвъд широк спектър от biohybrid роботи, изследователите са дори създадоха някои напълно органични роботи, използвайки естествени материали, като колагена в кожата, отколкото полимерите за тялото на устройството. Някои може да пълзи или да плуват , когато са стимулирани от електрическо поле. Някои вземат вдъхновение от инженерни техники медицинска тъкан и използват дълги правоъгълни ръцете (или конзоли), за да се дръпне напред.

Други са взети техните сигнали от природата, създаване на биологично вдъхновени biohybrids.Например, група, водена от изследователи в Калифорнийския технологичен институт разработи biohybrid робот , вдъхновен от медузи . Това устройство, което те наричат medusoid, има оръжие подредени в кръг. Всяка ръка се micropatterned с протеинови линии, така че клетките растат в модели, подобни на мускулите в жива медуза. Когато договорът за клетки, ръцете се огъват навътре, задвижващ biohybrid робота напред в богата на хранителни вещества течност.

Съвсем наскоро, изследователите са показали как да направляват своите biohybrid творения. А група в Харвард използвали генетично модифициран сърдечни клетки, за да се направибиологично вдъхновени Манта лъч с форма на робот плуване. Сърдечни клетки бяха променени, за да се свие в отговор на специфични честоти на светлината - от едната страна на лъч имаше клетки, които ще отговорят на една честота, клетки на другата страна са отговорили на друг.

Когато изследователите светеха светлина върху предната част на робота, клетките има сключени договори и изпращат електрически сигнали към клетките-нататък по тялото на Манта лъча. Свиването ще се разпространяват по тялото на робота, преместване на устройството напред. Изследователите могат да направят робот завой на ляво или дясно чрез промяна на честотата на светлината те се използват. Ако те светна повече светлина на честотата на клетките, от една страна ще реагират, контракциите на тази страна на Манта лъч ще бъде по-силна, което позволява на изследователите да направляват движението на робота.

Закаляване нагоре по Biobots

Докато вълнуващи разработки са направени в областта на biohybrid роботиката, все още има значителна работа, за да се направи, за да се получи устройствата от лабораторията. Устройства в момента имат ограничени продължителност на живота и ниски резултати сила, ограничаващи тяхната скорост и умение при изпълнение на задачи. Роботи, направени от бозайници или птичи клетки са доста придирчиви относно техните условия на околната среда. Например, температурата на околната среда трябва да бъде близо до биологичен телесна температура и клетките се нуждаят от редовно хранене с богата на хранителни вещества течност. Едно възможно средство за защита е да се опаковат на устройствата, така че мускулите са защитени от външната среда и непрекъснато се къпят в хранителни вещества.

image
Морският охлюв californica Aplysia . Джеф Гил , CC BY-ND

 

Друг вариант е да се използва по-стабилни клетки като изпълнителни механизми. Тук, в Case Western Reserve University с, наскоро започна да разследва тази възможност, като се обърна към Харди морската морски плужек Aplysia californica .От А. californica живота в приливната региона, може да изпитат големи промени в температурата и солеността на околната среда в продължение на един ден. Когато течението излиза, морските охлюви може да получите в капан в прилив басейни.Както слънцето бие надолу, водата може да се изпарява и температурата ще се повиши. И обратно, в случай на дъжд, солеността на водата наоколо може да се намали. Когато приливът в крайна сметка идва в, морските охлюви са освободени от приливните басейни. Морски охлюви са се развили много верни клетки да издържи този променливо местообитание.

image
Морска костенурка, вдъхновени biohybrid робот, задвижвани от мускулна от морския охлюв. Д-рАндрю Horchler , CC BY-ND

 

Ние сме били в състояние да използват Aplysia тъкан, за да задейства biohybrid робот , което предполага, че ние може да произвежда по-строги Biobots използването на тези еластични тъкани. Устройствата са достатъчно големи, за да носят по-малък полезен товар - с дължина около 1,5 инча и една инчов широк.

Друго предизвикателство в развитието Biobots е, че в момента устройствата им липсва каквато и да е система на борда на контрол. Вместо това, инженери ги контролират чрез външни електрически полета или светлина. За да се развие напълно автономни biohybrid устройства, ще имаме нужда от контрольори, които взаимодействат директно с мускулите и осигурява сензорни входове към biohybrid самия робот. Една от възможностите е да се използва неврони или клъстери от неврони, наречени ганглии като органични контролери.

Това е още една причина, ние сме развълнувани за използванеAplysia в нашата лаборатория. Този морски плужек е модел на система за научни изследвания невробиология в продължение на десетилетия . Голяма част вече е известно за отношенията между неговата нервна система и нейните мускули - отваряне на възможността, че бихме могли да използваме своите неврони като органични контролери, които биха могли да кажат на робота по какъв начин да се движи и да й помогне да изпълняват задачи, като например намирането на токсини или след светлина.

Докато областта все още е в начален стадий, изследователите предвиждат много интересни приложения за biohybrid роботи.Например, нашите малки устройства, използващи плужек тъкан могат да бъдат освободени като рояци във вода доставки или океана, за да търсят токсини или неуплътнени тръби. Благодарение на биологичната съвместимост на устройствата, ако те съборят или са изядени от дивата природа на тези екологични сензори теоретично би не представляват същата заплаха за околната среда, традиционни ядки-и-болтове роботи би.

Един ден, устройства могат да бъдат произведени от човешки клетки и се използват за медицински приложения. Biobots може да предостави целева доставка на наркотици, почистване на съсиреци или да служат като съвместими да се задействат стентове. Чрез използването на органични субстрати, а не полимери, такива стентове могат да бъдат използвани за укрепване на слаби кръвоносни съдове, за да се предотврати аневризми - и с течение на времето на устройството ще бъдат реорганизирани и интегрирани в тялото. Отвъд дребномащабни biohybrid роботи в момента се разработват, текущите научни изследвания в тъканното инженерство, като се опитва да растат съдови системи, може да се отвори възможност за отглеждане на големи роботи, които се задействат от мускулите.

Виктория Webster , Ph.D. Кандидат в машиностроенето и Aerospace Engineering, Case Reserve University Western

Тази статия е публикувана на Разговорът . Прочетете оригиналната статия .

Прочетете също: Робот Пчелите ще бъде по-добре от Real Thing Казва Greenpeace



Гласувай:
1
0



Спечели и ти от своя блог!
Няма коментари
Търсене

За този блог
Автор: zahariada
Категория: Политика
Прочетен: 28699024
Постинги: 16614
Коментари: 19595
Гласове: 26270
Архив
Календар
«  Ноември, 2020  
ПВСЧПСН
1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30