Biohybridní roboti – živé stroje, strojový život

Hranice se zatím zdála být jasná: na jedné straně biologické organismy, proměnlivé, „měkké“, živé. Na druhé straně roboti, stroje složené z pevných, „tvrdých“ součástí. Jenže tato hranice začíná být prostupná a dokonce i mizí. Neživé stroje a živé bytosti se propojují.

Inženýr robotiky Jonathan Rossiter z Bristolské univerzity připomíná, že jedním ze slibných směrů vývoje robotiky je fúze mezi roboty a organismy. Výsledkem by mohli být roboti sestavení z měkčích, pružnějších a přizpůsobitelnějších materiálů, tedy vlastně bytosti podobné živým organismům. Ovšem zde to nekončí: dalším krokem jsou tzv. biohybridní roboti, kteří mají i biologické tkáně.

Propojení živého organismu a umělého stroje je v obecném povědomí známé nejlépe pod pojmem kyborg, tedy kybernetický organismus. Kyborg je vlastně zdokonalení schopností živé bytosti, obvykle člověka, pomocí technologie. Biohybridní roboti sledují opačný postup: živé tkáně či buňky dodávají stroji funkční vlastnosti, kterých by bylo obtížné dosáhnout jinak. Myšlenkový postup je tento: jestliže robot potřebuje získat určité funkce pomocí syntetického materiálu, tak proč nepoužít rovnou materiál biologický?

Výhody tzv. měkkých robotů jsou značné. Díky své pružnosti se pohybují spíše jako živé organismy nežli jako stroje, což mimo jiné umožňuje bezpečnější interakci s lidmi.

A další aplikace? Lékařství! Biokompatibilní materiály a zároveň biologicky odbouratelné materiály jsou lepší než cizorodé plasty a kovy. Zařízení jako ROWBOT, které vyvinul Rossiter, navíc nepotřebuje baterie, neboť dokáže vyrábět elektřinu ze sloučenin v prostředí.

„Biohybridní roboti mohou být zcela autonomní, inteligentní, a dokonce se dokážou sami přestavovat,“ uvádí Taher Saif, inženýr robotiky z Illinoiské univerzity. Tito roboti se zvládnou učit z předchozích zkušeností a léčit se ze zranění. Jak to? Nezapomeňme, že mluvíme o biologickém materiálu: jedna ze zásadních vlastností je schopnost regenerace, která je vlastní zejména živým buňkám.

Buňky se mohou učit z předchozích zkušeností a léčit se ze zranění a poškození. A právě toto je jedna významná výhoda biologického materiálu: schopnost regenerace, která by se mohla uplatnit i v robotech. A pak ještě jedna: buňky nepotřebují elektřinu, nepotřebují baterie. Potřebují živiny. Tito roboti se nenapájejí, tito roboti jedí nebo, chcete-li, se stravují.

Jednou z prvních bezprostředních aplikací je nahradit motory, převodovky, kabely a vůbec celý „strojový“ systém pohonu robota svalovými buňkami. Týmu z tokijské univerzity se již podařilo vytvořit robotický prst s kloubem, který se dokáže ohýbat v rozsahu 90 stupňů. Tento prst se pohybuje díky svalovým buňkám krys, které vědci vypěstovali v laboratoři a složili tak, aby fungovaly jako běžné svaly – protikladným povolováním a kontrakcí.

Svalové buňky dokonce umožňují biohybridním robotům chodit nebo plavat. Tým z Harvardu a Caltechu v roce 2012 vytvořil silikonovou medúzu pokrytou buňkami ze srdečního svalu. Kontrakce těchto svalových buněk umožňovala pohyb medúzy ve vodním prostředí. Na Harvardu nedávno vznikl robot ve tvaru rejnoka. Má zlatou kostru a 16milimetrové pryžové tělo. Plave opět pomocí krysích svalových buněk, kterých je použité 200 000. Svaly se přitom aktivují elektrickými impulsy. Dalším krokem je vývoj neuronových systémů, které dokážou reagovat na vnější stimuly a na jejich základě lze aktivovat svaly. A také budou mít paměť a schopnost učení. Vznikne tak robot, který bude činit vlastní rozhodnutí. Živý robot!



Další články k tématu: Uncategorized