Robot sinh học hỗ trợ cho cơ bắp: Tiến bộ trong lĩnh vực Biorobotics

Sự kết hợp của phần mềm máy móc kỹ thuật với các cấp độ sống như tế bào, mô,… đã tạo nên dòng máy có khả năng cảm nhận và phản ứng một loạt các kích thích được kiểm sóat trong môi trường cơ thể sống.

Trưởng nhóm nghiên cứu Rashid Bashir cho biết: “Chúng tôi đang cố gắng để tích hợp kỹ thuật với sinh học để tạo nên một hướng mới để có thể dùng thiết kế và phát triển dòng máy móc và hệ công nghệ sinh học ứng dụng trong y tế và môi trường.”

Để sản xuất các robot vi mạch có khả năng vận động, nhóm nghiên cứu kết hợp công nghệ in 3D. Đầu tiên, nhóm của Bashir đã sử dụng các tế bào cơ tim của chuột. Khi các tế bào tích hợp được với cấu phần máy, các robot bắt đầu hoạt động trong cùng môi sinh lỏng.

Nhược điểm của robot này là giới hạn về vận động. Do đó để có thể mở rộng được tính năng vận động, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang thực hiện bio-bot cơ xương. Tế bào cơ xương có những đặc tính rất thú vị như có thể cảm nhận được những tác nhân hóa học và phản ứng thể hiện có thể ghi nhận lại bằng tín hiệu.

Các nhà nghiên cứu bắt đầu sử dụng cấu hình hệ xương cho kế hoạch thiết kế bio-bot. Với cấu hình này, công nghệ in ấn 3D sẽ tạo nên một trục xương đủ cứng và đàn hồi, sau đó gắn với một dải mô cơ động vật có vú. Hệ thống này sẽ được kích hoạt bằng xung điện động để tạo lập phản xạ. Bằng cách thay đổi tần số xung điện động, thì có thể tạo ra các mức phản xạ khác nhau của hệ kết hợp xương robot và cơ sinh học.

Công trình này là một bước tiến quan trọng trong vật liệu y sinh. Từ bio-bot này có thể hướng tới nghiên cứu và phát triển các dòng bio-bots cho các mô, hệ mô khác để tạo nên một thế hệ robot sinh học hỗ trợ cho chuyền thuốc, phẫu thuật nội soi, hay ứng dụng cho thay thế mô,…

Giai đoạn nghiên cứu tiếp theo phát triển từ thành tựu này đó là sẽ cố gắng để có thể kiểm sóat tốt hơn về vận động. Ví dụ như, nếu có thể kết hợp được tế bào thần kinh với bio-bot xương robot và cơ sinh học này thì có thể điều chỉnh máy được bằng tác nhân ánh sáng hay tác nhân hóa học. Theo nhà nghiên cứu Bashir, mục tiêu cuối cùng là để tạo nên những bio-bot tự động có thể tự cảm nhận được tác nhân hóa học và tự di chuyển về hướng tác nhân và tự điều tiết, khuyếch tán. Điều này có thể trung hòa được độc tố trong cơ thể.

Và clip giới thiệu về bio-bot này: