Робот MIT плаває, стискаючи живі м’язові клітини під дією світла

04 жовтня 2026 р. 00:17

04 жовтня 2026 р. 00:17

Команда Массачусетського технологічного інституту створила м’якого робота, який рухається у воді завдяки шару живих м’язових клітин і керується лише світлом. Під час демонстрації пристрій проплив крізь простий лабіринт у чашці Петрі, слідуючи за променем ліхтарика в руці дослідника, повідомляє New Atlas .

Робот за розміром нагадує жувальну гумку: м’язові клітини кріпляться до гнучкого гелевого каркаса. Ці клітини генетично модифіковані так, щоб скорочуватися у відповідь на світло. Якщо освітити одну з двох «плавців», вона починає битися; почергове підсвічування обох плавців змушує робота просуватися вперед і повертати – без жодної бортової електроніки, усе керування відбувається ззовні.

Кожен плавець має довжину близько 15 мм , ширину 7 мм і товщину лише 0,5 мм . За словами співавторки дослідження Ріту Раман (Ritu Raman), доцентки кафедри машинобудування MIT, рухатися у воді значно складніше, ніж у повітрі, тому такий невеликий пристрій має бути досить сильним для подолання опору.

Як удосконалили «тіло» робота

У попередній версії пристрою використовували дуже м’який фібриновий гель. Коли м’язові клітини тягнули за нього, матеріал збирався у зморшки і гірше передавав зусилля. Щоб розв’язати проблему, команда перейшла на жорсткіший гель на основі желатину й нанесе на його поверхню квадратні канавки.

Такі борозенки спрямовували м’язові клітини, змушуючи їх вирівнюватися та зливатися у волокна, здатні скорочуватися більш скоординовано. У результаті тонкий одношаровий м’яз став ефективніше тягнути за гелевий «скелет» робота.

Окрім цього, м’язи спеціально «тренували»: щодня по 15 хвилин їх стимулювали світлом з частотою два імпульси на секунду. Порівняно з контрольною групою без такої тренування, амплітуда руху плавця зросла приблизно вчетверо. При цьому м’язові клітини залишалися працездатними більш ніж 30 днів , навіть без жорсткого закріплення.

Швидкість, керування та обмеження

На піку швидкості робот пропливав близько чотирьох довжин власного тіла за хвилину . У продемонстрованому експерименті він повільно рухався і маневрував у простому водному лабіринті в чашці Петрі, а дослідник задавав напрямок, пересуваючи джерело світла. Це показує, що рух можна тонко контролювати, але сам робот поки що повністю залежить від зовнішнього «пілота».

Зазначений підхід не є першим прикладом біогібридних «плавців» – машин, які поєднують живі тканини та штучні конструкції. Раніше вже створювали роботизованого ската на основі світлочутливих клітин серця щура (2016 рік) і рибоподібного робота з клітинами людського серця, який міг самостійно плавати (2022 рік.

У 2026 році китайські науковці представили роботизованого манта-променя з м’язами, узятими у жаби, також керованими світлом. Інший проєкт того ж року — OstraBot — використав треновані скелетні м’язи й досяг швидкості 15,6 довжин тіла за хвилину , тобто приблизно вчетверо швидше за робота MIT.

Чим вирізняється підхід MIT

Унікальність розробки MIT у тому, що все зведено до тонкого одношарового м’язу . Дослідники наголошують: така конструкція може потребувати суттєво менше клітин, ніж об’ємні «блоки» м’язової тканини, які використовують у більшості інших біогібридних роботів.

Менший об’єм живої тканини означає потенційно дешевше виготовлення та кращу енергоефективність руху. Наступний крок для команди — навчити таку плоску конструкцію виконувати складніші дії. Нинішній прототип базується на одній лінії клітин, волокна орієнтовані в одному напрямку, а форма робота доволі проста.

Дослідники припускають, що складніші геометрії та багатошарові макети м’язів могли б забезпечити сильніше або більш різноманітне плавання та інші типи руху.

За словами Ріту Раман, нинішні біогібридні роботи її групи та інших команд зазвичай складаються з масивних тривимірних шматків вирощених у лабораторії скелетних м’язів, для яких потрібні мільйони клітин. Вона вважає, що в майбутньому роботи на живих м’язах зможуть виконувати делікатні завдання, наприклад, досліджувати крихкі чи непередбачувані середовища, де традиційні жорсткі механізми швидко ламаються або заважають оточенню. Жива тканина, на відміну від металу й пластику, м’яка, чутлива до змін довкола та здатна до самовідновлення.

Технології