Vergeet Cyborgs - Biohybride Robots Zijn Er Bijna

{h1}

Er kan een dag komen dat mensen de vorm aannemen van cyborgs met geïntegreerde, robotachtige onderdelen om ons vermogen te verbeteren. Maar lang daarvoor moet je zoeken naar "biohybride" robots...

Er kan een dag komen dat mensen de vorm aannemen van cyborgs met geïntegreerde, robotachtige onderdelen om ons vermogen te verbeteren. Maar al lang daarvoor kan een schijnbaar tegengestelde vorm van integratie plaatsvinden, waarbij robots worden uitgerust met menselijk weefsel of andere levende cellen om ze levensechter te maken.

Deze "biohybride" robots zouden kunnen worden uitgerust met spiercellen om hen te helpen subtiele bewegingen uit te voeren. En op microscopische schaal kunnen kleine robots worden samengevoegd met bacteriën om ze door het lichaam te transporteren voor medische precisieprocedures.

En de toekomst lijkt nu te gebeuren. [Super-intelligente machines: 7 Robotic Futures]

In een nieuwe review van studies beschreef een internationale groep wetenschappers en ingenieurs de staat van biohybride robotica - een veld dat een "diepe revolutie in zowel [de] ontwerpprincipes als in de constitutieve elementen" van robots ingaat. De recensie werd vandaag (29 november) gepubliceerd in het tijdschrift Science Robotics.

"Je kunt dit beschouwen als de tegenhanger van cyborggerelateerde concepten," zei hoofdauteur Leonardo Ricotti van het BioRobotics Institute aan de Sant'Anna School of Advanced Studies in Pisa, Italië. "In deze visie gebruiken we de functies van levende cellen in kunstmatige robots om hun prestaties te optimaliseren."

Wetenschappers hebben in de afgelopen decennia robots van alle soorten en maten met toenemende complexiteit gemaakt. Sommige robots werken goed op assemblagelijnen, aanhaalbouten of aan elkaar gelaste platen metaal. Geminiaturiseerde robots kleiner dan een millimeter worden ontwikkeld om in het lichaam te worden geplaatst om kankercellen te doden of wonden te genezen.

Maar wat ontbreekt onder al deze fascinerende robots is het bereik van fijne beweging en de energie-efficiëntie die wordt aangetroffen in levende organismen, die in de loop van miljoenen jaren in de richting van perfectie evolueerden, vertelde Ricotti aan WordsSideKick.com. Daarom is het nodig om elementen van levende organismen in robots op te nemen, zei hij.

Als robotbeweging en efficiëntie zijn afgestemd, kunnen wetenschappers ze gebruiken om het menselijk lichaam te verkennen, omgevingen te klein of ingewikkeld voor huidige robots te monitoren, of producten met grotere precisie te vervaardigen, schreven de auteurs in de recensie.

Bediening, of de coördinatie van beweging, is een hardnekkige hindernis in de robotica, zei Ricotti. Zo kunnen robots bijvoorbeeld worden ontworpen om gemakkelijk zware gewichten op te tillen of precieze sneden te maken, maar ze hebben moeite om acties te coördineren die zo subtiel zijn als een ei netjes in een kom scheuren of een verontruste persoon strelen. Hun eerste bewegingen zijn schokkerig.

Bewegingen van dieren beginnen daarentegen zachtjes op een microschaal, omdat een cascade van moleculaire machinerie geactiveerd wordt in zenuwcellen en culmineert in grootschalige spierbewegingen, aldus de review.

Dit verhoogt de mogelijkheid dat dierlijk weefsel, zoals hartspier of insectenspier, nauwkeurige bediening en constante beweging in robots zou kunnen verschaffen. Een groep onder leiding van Barry Trimmer van Tufts University, een co-auteur van het Science Robotics-artikel, heeft bijvoorbeeld wormachtige biohybride robots ontwikkeld die bewegen via de samentrekking van insectenspiercellen.

Een ander probleem in robotica is de voeding, in het bijzonder voor micro-robots, waarbij het aandrijfapparaat groter kan zijn dan de robot zelf. Biohybride robots kunnen dit obstakel eveneens overwinnen, zei Ricotti. Zijn collega Sylvain Martel van Polytechnique Montréal, ook co-auteur van het Science Robotics-artikel, gebruikt magnetotactische bacteriën, die van nature langs magnetische veldlijnen bewegen, om medicijnen te vervoeren naar moeilijk te bereiken kankercellen. De groep van Martel kan de bacteriën sturen met externe magneten.

Er zijn echter grenzen aan wat deze biohybride robots kunnen bereiken, zei Ricotti. Levende cellen moeten worden gevoed, wat betekent dat deze robots voorlopig van korte duur zijn. Ook kunnen biohybride robots alleen werken in het temperatuurbereik dat geschikt is voor het leven, wat betekent dat ze niet kunnen worden gebruikt in extreme hitte of kou.

Ondanks deze uitdagingen, zeiden Ricotti en zijn collega's, evolueert het veld van biohybride robots snel van de "kunst van mogelijk" naar de wetenschap van "betrouwbare productie".

Het kan zijn dat in de nabije toekomst onze cyborg-afstammelingen zullen worden genezen door biohybride robotgeneeskunde - ongetwijfeld door een androïde arts.

Volg Christopher Wanjek @wanjek voor dagelijkse tweets over gezondheid en wetenschap met een humoristische voorsprong. Wanjek is de auteur van 'Food at Work' en 'Bad Medicine'. Zijn column, Bad Medicine, verschijnt regelmatig op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com