Levande muskelceller ger kraft åt ny papperstunn simmande robot

Ingenjörer vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) har utvecklat en simmande mikrorobot som rör sig utan vare sig traditionella mekaniska motorer eller batterier. Roboten, som till ytan är ungefär lika stor som ett vanligt tuggummi, rör sig helt med hjälp av levande muskelvävnad. Vid laboratorietester visade forskarna att den mjuka konstruktionen kan styra sig igenom en vattenfylld labyrint med en hastighet på omkring fyra kroppslängder per minut.

Men hur fungerar egentligen en maskin som drivs av levande muskler? Grunden är ett flexibelt skelett av en tunn gelfilm, utformad med två fenor. På vardera fena appliceras ett enda sammanhängande skikt av levande muskelceller som är tunnare än ett mänskligt hårstrå. Cellerna har genmodifierats för att dra ihop sig vid kontakt med ljus. När forskarna belyser en av fenorna reagerar muskelcellerna omedelbart med en sammandragning, vilket får fenan att slå mot vattnet och skjuta farkosten framåt. Genom att alternera ljusblixtarna mellan höger och vänster sida samt reglera intervallen går det att styra farkostens kurs och hastighet med hög precision.

Men varför är detta ett betydande framsteg för forskningsfältet? Tidigare så kallade biohybridrobotar har förlitat sig på tjocka, tredimensionella klumpar av odlad muskelmassa bestående av miljontals celler, vilket har gjort dem tunga, stela och dyra att tillverka. Den nya studien, som leds av MIT-forskaren Ritu Raman och har publicerats i tidskriften Advanced Functional Materials, bevisar att ett platt, tvådimensionellt cellager räcker för att alstra tillräcklig mekanisk kraft mot vätskemotstånd. Tekniken visar att det går att bygga betydligt enklare, självläkande mikrorobotar som kan navigera i känsliga biologiska miljöer utan att skada omgivningen.