3D-prirnted robots powered by skele

3D-prirnted robots powered by skeletal muscle
T
hough C-3PO and R2D2 in Star Wars are fictional, these personable machines match our traditional view of robots as rigid, often metallic devices.
The latest real-world robots might not be able to save the galaxy, but they do have an advantage over their onscreen counterparts: recent advances in tissue engineering have allowed the construction of biologically inspired robots from soft tissues instead of hard materials, creating highly responsive machines that more closely mimic actual biological functions like locomotion.
In the latest example of this technology, a team of researchers from the University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) has created a three-dimensional (3D) printed biological robot powered by skeletal muscle tissue that can move across a surface like an inchworm. Their results, published on July 15 in Proceedings of the National Academy of Sciences (DOT: 10.1073/pnas. 1401577111; p. 10125), demonstrate the potential of forward engineered machines to enhance our understanding of biological systems.
Previous biological machines have used cardiac muscles to power locomotion. However, "cardiac muscle cells self-pace — they move on their own. If you want to actually control the motion, you want to use skeletal muscle cells," said Rashid Bashir, a bioengineer from UIUC and the leader of the research team.
Using 3D printing technology, the team of researchers created a scaffold — two rigid pillars connected by a pliant beam. An extracellular matrix made of collagen and fibrin proteins placed over the scaffold provided structure for the embryonic muscle cells, which self-assembled into a muscle strip over a period of a week to create a bio-bot.
An external electrical pulse mimicking a neural signal caused the muscle to contract and the robot to move — when the device was lopsided. "To get a directional movement, you somehow have to break symmetry. Either the force that's generated has to be asymmetric, or the structure has to be asymmetric," Bashir said. To create asymmetry that would drive the robot forward, the researchers shortened one of the scaffold's pillars, causing the crossbeam to bend slightly and the muscle cells to exert differential force on the pillars.
This bio-bot is no cheetah: it moves at a relatively slow pace of around 1.5 body lengths per minute. However, Bashir hopes that the concept could ultimately be incorporated into a more complex machine with neural connections regulating the muscle cells. "Our next step is working to integrate neurons into the structure, so you could provide a signal to the neuron and the neuron would control the movement," he said. "It's clear that there's an opportunity to take technological advances and combine them with what nature has developed to come up with ways of making things that are even better," said Ali Khademhosseini, a bioengineer at Harvard-MIT's Division of Health Sciences and Technology who was not involved in the research. "I think [this experiment] opens up a lot of new possibilities."

Результаты (русский) 1:

Роботы 3D-prirnted, питание от скелетных мышцTподжилки C-3PO и R2D2 "Звездных войн", являются вымышленными, эти машины представительный матч наш традиционный взгляд роботов как жесткой, часто металлический устройств.Последние реальные роботы не сможет спасти галактику, но они имеют преимущество над их коллегами на экране: последние достижения в тканевой инженерии позволили строительство биологически вдохновили роботов из мягких тканей вместо твердых материалов, создавая высокочувствительную машины, которые более тесно имитировать фактические биологические функции как локомоции.В последним примером этой технологии команда исследователей из университета Иллинойса в Урбана-Шампейн (UIUC) и Массачусетского технологического института (MIT) создал трехмерные (3D) печатных биологического робота руководствовался скелетной мышечной ткани, что может двигаться по всей поверхности, как inchworm. Их результаты опубликованы на 15 июля в трудах национальной академии наук (DOT: 10.1073 / pnas. 1401577111; п. 10125), демонстрируют потенциал вперед инженерных машин для улучшения нашего понимания биологических систем.Предыдущие биологические машины использовали сердечной мышцы к власти локомоции. Однако «клетки сердечной мышцы самостоятельно темп — они двигаются их собственных. Если вы хотите реально контролировать движение, вы хотите использовать клетки скелетной мышцы,» говорит Башир Rashid, биоинженер от UIUC и руководитель исследовательской группы.Использование технологии 3D печати, команда исследователей создали эшафот — два жестких столбов, соединены сговорчивые луча. Внеклеточная матрица из белков коллагена и фибрин помещен над эшафот, предусмотрена структура для эмбриональных мышечных клеток, которые самостоятельно смонтирован в полосу мышц в течение недели для создания био бота.Внешнего электрического импульса, имитирующий нейронную сигнал вызвало мышцы контракта и робот для перемещения — когда устройство было однобоким. «Чтобы получить направленного движения, вы как-то должны сломать симметрии. Сила, которая генерируется должен быть асимметричной, или структура должна быть асимметричной,» Башир сказал. Для создания асимметрия, которая бы продвигать робот, исследователи укороченная одним из столпов эшафот, вызывая перекладине слегка согнуть и мышечных клеток, чтобы оказать дифференциального силы на столбах.Это био бот является не гепарда: она движется относительно медленными темпами около 1,5 длины тела в минуту. Однако Башир надеется на то, что концепция в конечном счете могут быть включены в более сложные машины с нейронных связей, регулирующих мышечных клеток. «Наш следующий шаг стремится интегрировать нейронов в структуру, так что вы могли бы предоставить сигнала нейрона и нейрон будет контролировать движение»,-сказал он. «Ясно, что существует возможность технологического прогресса и комбинировать их с тем, что природа разработала придумать способы сделать вещи, которые даже лучше,» сказал Али Khademhosseini, биоинженер Гарварда-MIT отдела медицинских наук и технологий, не принимавший участия в исследовании. «Я думаю, [этот эксперимент] открывает много новых возможностей.»

Результаты (русский) 2:

3D-prirnted роботов питание от скелетных мышц
Т
Хью C-3PO и R2D2 в Звездных войн вымышленной, эти представительный машины соответствуют нашим традиционным видом роботов, как жесткие, часто металлические приборы.
Новейшие реальные роботы не могли бы спасти галактика, но у них есть преимущество над своими экранными партнерами: последние достижения в тканевой инженерии позволили создать биологически вдохновили роботов из мягких тканей вместо твердых материалов, создавая весьма чувствительные машины, которые более тесно имитировать фактические биологические функции, такие как передвижения.
В разделе Последний пример этой технологии, команда исследователей из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн (UIUC) и Массачусетского технологического института (MIT) создали трехмерную (3D) печатается биологический робот питается от скелетной мышечной ткани, что может перемещаться по поверхности, как Inchworm. Их результаты, опубликованные 15 июля в Трудах Национальной академии наук (DOT:.. 10.1073 / PNAS 1401577111, р 10125)., Продемонстрировать потенциал вперед инженерных машин для повышения нашего понимания биологических систем
Предыдущие биологические машины использовали сердца мышцы к силовому передвижения. Тем не менее, "сердечные мышечные клетки самостоятельно темп -. Они двигаются самостоятельно Если вы хотите на самом деле контролировать движение, вы хотите использовать скелетные мышечные клетки," сказал Рашид Башир, биоинженер из UIUC и лидер исследовательской группы.
Благодаря технологии 3D печати, команда исследователей создала каркас - два жестких столбы, соединенные податливый луча. Внеклеточного матрикса из коллагена и фибрина белков, размещенных на строительных лесов при условии, структуры для эмбриональных клетках мышц, который самостоятельно собраны в мышечной полосы в течение недели, чтобы создать био-Bot.
Внешнего электрического импульса, имитирующего нейронную сигнал причиной мышцы сокращаться и робота двигаться - когда устройство было однобоким. "Для того, чтобы получить направленное движение, вы как-то должны сломать симметрию. Либо сила, которая генерируется должен быть асимметричным или структура должна быть асимметричной," сказал Башир. . Для создания асимметрии, что бы управлять роботом вперед, исследователи сокращен один из столпов эшафот, в результате чего поперечная балка согнуть немного и мышечные клетки оказывают дифференциального силу на столбах
Это био-бот не гепард: она движется в сравнительно Медленные темпы около 1,5 длины тела в минуту. Тем не менее, Башир рассчитывает, что понятие в конечном счете может быть включена в более сложной машины с нервных соединений, регулирующих мышечные клетки. "Наш следующий шаг работает над интеграцией нейронов в структуру, так что вы могли бы обеспечить сигнал нейрона и нейрона будет контролировать движение," сказал он. "Понятно, что есть возможность взять технологические достижения и объединить их с тем, что природа разработала придумать способы сделать вещи, которые даже лучше", сказал Али Khademhosseini, биоинженер в Отделе Гарварда Массачусетского технологического института наук о здоровье и технологии, которые не был вовлечен в исследование. "Я думаю, что [этот эксперимент] открывает много новых возможностей."

Результаты (русский) 3:

3D - prirnted роботов на скелетные мышцы
не
хаф, C - 3PO и r2d2 в звездных войнах вымышленные, эти милой машины соответствуют нашей традиционной точки зрения, роботов, как жестких, часто металлические устройства.
последней реальной роботы могут быть не в состоянии спасти галактику, но они имеют преимущество над их на экране коллегами:последние достижения в области клеточной инженерии разрешили строительство биологически вдохновила роботов из мягких тканей вместо твердых материалов, создание очень гибко реагировать машины, которые более тесно имитируют реальные биологические функции как локомотивов.
в последний пример в этой технологии,группа исследователей из университета иллинойса at Urbana Champaign (uiuc) и массачусетского технологического института (мти) создали трехмерные (3D) включен биологического робота на костно - мышечной ткани, которые могут передвигаться по поверхности, как гусеница.их результаты, опубликованные по 15 июля в Proceedings of the National Academy of Sciences (точка: 10.1073/pnas.1401577111;p), 10125 продемонстрировать потенциал вперед инженерных машин для углубления понимания биологических систем.
предыдущих биологические машины сердечной мышцы к власти использовали передвижения.однако "клетки сердечной мышцы" темп - они двигаются самостоятельно.если вы хотите контролировать движение, вы хотите использовать скелетные мышечные клетки, - говорит рашид башир,а биоинженер из uiuc и руководитель исследовательской группы.
с использованием 3D технологии печати, команда исследователей создала парапет - два жестких элементов, связанных с сговорчивые света.в качестве внеклеточный матрикс из коллагена и фибрин белков, надевали на эшафот со структурой для эмбриональные клетки мышц,что self-assembled в мышцы газа в течение недели, чтобы создать био - бот.
внешнего электрического импульса, имитируя нервный сигнал, причиной мышечных контракт и робота к переходу, когда устройство было однобоким ".получить траектории движения, ты как - то надо сломать симметрию.как сила, которая вызвала должно быть асимметричным, или структуры должны быть асимметричным,"башир сказал.создать дисбаланс, который будет вести робота вперед, исследователи сокращен один из его компонентов, в результате чего поперечины сгибать несколько и мышечных клеток проявлять дифференцированный силу столпа.
это био - бот - нет "гепард": он движется на относительно медленными темпами около 1,5 тело длиной в минуту.тем не менее,