Ученые создали мускулы, управляемые светом

Современная хай-тековая медицина заходит за грань фантастики, делая возможными продление жизни на десятки лет, лечение бесплодия и рака. Одно из последних изобретений, которое может найти применение также в роботехнике и множестве других областей – искусственные мускулы, работающие под воздействием лазерных импульсов.

Многие современные роботы вдохновлены музой их создателей – природой, берут у нее свои свойства и подражают поведению животных. Ученые Массачусетского технологического института и Пенсильванского университета обязаны природе не только вдохновением, но и ингредиентами. Они с помощью генной инженерии создали мускульные клетки, сокращающиеся под воздействием света, для производства сложных роботов. Этот «био-интегрированный» подход, как они назвали его, должен однажды приблизить роботов к животным по силе и гибкости.

Профессор инженерии Массачусетского технологического, соавтор изобретения Гарри Асада отметил, что оно эффективно размывает границу между природой и машинами. Ученые взяли за основу мускул скелета – очень сильный, но требующий значительной стимуляции для работы. Обычно сигналами для нее служат электрические импульсы нейронов. Попробовали было сокращать искусственные мускулы с помощью электродов – получилось эффективно, но неуклюже и громоздко. Вместо электродов стали искать в сравнительно новом поле, появившейся в 2005 году оптогенетике. Ее создатель генетически модифицировал нейроны так, что они стали реагировать на коротковолновые лазерные импульсы. Исследователи использовали изобретение для стимуляции сокращения сердечных клеток. Команда Асады искала способ делать то же со своими искусственными мускулами. Они генетически модифицировали свое изобретение для выделения протеина, активирующегося от воздействия света, и стали облучать их 20-миллисекундными импульсами синего лазерного света, и таким образом изобрели «беспроводной» контроль искусственных мускулов.

Чувствительная к свету мускулатура демонстрирует большой спектр различных движений, который может послужить для создания сложных и гибких роботов – текущей цели группы ученых. Уже сейчас они могут добиться 10 степеней свободы на пространстве менее миллиметров, сообщил Асада.

По оценке профессора электроники и компьютерных технологий Иллинойского университета Рашида Башира, изобретение может найти применение в самых различных областях – роботехнике, медицине, навигации и др. Пока же на новых мускулах можно испытывать новые лекарства.