Japon araştırmacılar, canlı kas dokusunu robotik bir iskelet üzerine entegre etmenin yeni bir yolunu geliştirdi. Daha önceki çalışmalarda da robotlar ve canlı hücreler aynı yapıda kullanılmıştı. Örneğin araştırmacılar, 2016 yılında; ışıkla yönlendirilebilecek bir yumuşak vatoz “biorobot” yapmak için, altın iskelete bağlı fare kalp hücrelerini kullandılar. Kısa bir süre sonra; başka bir ekip deniz sülük kaslarından, sürünen bir robot yaptı.
Tokyo Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar ise bu kez; robotik bir iskeletin tepesinde ‘yaşayan’ kasları büyüttü. Bunlar; miyoblastları* veya kas prekürsör (öncül) hücrelerini içeren hidrojel tabakaları ile oluştu. Bunlar iskelete tutturulan kaslar; lifler gibi büyüyecek şekilde şekillendi.
* Miyoblast: Kas hücrelerinin öncü hücreleri olan, gerek dokuda gerekse kültür hücrelerinde farklılaşarak çok çekirdekli kas hücrelerini meydana getiren hücreler.
Elektrotlar kasların büzülmesini sağlamak için yerleştirildi, bu da robotun bir parmak gibi eklemde bükülmesini sağladı. Daha önceki çalışmalarda; yapay kaslar hemen yıpranmaya başlamıştı. Ancak; Tokyo araştırmacıları, aynı kası farklı şekilde gerçekleştirmek için iki kasın birlikte çalıştığı doğal bir “karşıt” düzenek oluşturdular. Kaslardan biri büzülüp, bir uzvu çekerken; diğeri genişler ve aynı yöne doğru iter.
Çalışmanın Yazarı Shoji Takeuchi: “Kasları bir kez kurduktan sonra, robotun içinde, tıpkı bedende olduğu gibi; biri kasılacak, diğeri ise gevşeyecek şekilde, karşıt çiftler olarak kullandık.”
Tasarımı test etmek için, araştırmacılar; elektrikle aktive edildiğinde 90 dereceye kadar esneyebilecek, bir tür robot parmak yaptılar. Bu robotlardan biri, tek başına bir yüzük alıp hareket ettirebildi; ikisi ise birlikte bir kareyi alabildi. Bu şekilde karşıt tasarım sistemi sayesinde; kaslar bozulmadan bir hafta boyunca çalışabilir.
Çalışmanın Başyazarı Yuya Morimoto: “Bulgularımız; kasların bu antagonistik (karşıt) düzenini kullanarak, robotların insan parmaklarının hareketlerini taklit edebileceğini gösteriyor. Eğer bu kasların çoğunu tek bir cisimle birleştirebilirsek; ellerin, kolların ve vücudun diğer bölümlerinin işlev görmesini sağlayan, karmaşık kas etkileşimini yeniden üretebiliriz.”
