Các Nhà Khoa Học Đã Tạo Ra Robot Lai Sinh Học

Ranh giới giữa con người và máy móc đang dần được xóa nhòa. Khoảng cuối tháng 06/2018, một công bố mới trên tạp chí Science Robotics cho biết, các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Viện Khoa học Công nghiệp Đại học Tokyo đã tạo ra được một robot lai sinh học – biohybrid – kết hợp giữa máy móc và mô sống.

Robot có hình ngón tay với các khớp. Nó có khả năng cử động để thực hiện một số tác vụ đơn giản. Mục tiêu của các nhà khoa học là tạo ra được một bộ khung xương biohybrid. Những bộ khung sẽ có thể giúp ích cho nghiên cứu sinh học và thử nghiệm thuốc, tạo chi giả cho những người bị cắt cụt chân tay, hay thậm chí là những robot giống hệt sinh vật sống.

Có vẻ như, một tương lai đang thực sự nằm trên đầu ngón tay robot sinh học. Khung xương biohybrid là bước đầu tiên trong việc tạo ra một robot lai sinh học hoàn toàn. Và các nhà khoa học Nhật Bản đã bắt đầu làm được điều đó. Sử dụng kỹ thuật in 3D, họ đã tạo ra một khung nhựa với các khớp và neo, cho phép đính và phát triển mô sống trên đó.

Myoblasts, một loại tế bào gốc sẽ phát triển thành nhiều loại tế bào cơ khác nhau khi trưởng thành, được lựa chọn. Các tế bào được nuôi kết hợp thành các tấm hydrogel rồi gắn vào neo trên khung xương. Giữa các tấm hydrogel có một số cấu trúc sợi giúp định hướng sự phát triển của myoblasts.

Các mô sống được điều khiển bằng điện cực, mỗi khi có dòng điện chạy qua, mô bị kích thích có thể co lại truyền chuyển động cho hệ thống khớp robot. Shoji Takeuchi, tác giả nghiên cứu cho biết: “Sau khi chúng tôi xây dựng được cơ bắp, chúng tôi đã sử dụng chúng thành công như một cặp cơ đối vận trong robot, một cơ co và một cơ duỗi giống những gì có trong cơ thể”

Một điều ấn tượng nữa của các bó cơ robot, đó là bằng việc được vận động với 2 lực đối lập nhau, chúng không bị teo và tiêu biến như những gì xảy ra trong các nghiên cứu tương tự trước đây. Có thể hiểu các cơ được tập thể dục để khỏe lên.

Hiện ngón tay robot lai sinh học chỉ thực hiện được một chuyển động duy nhất là gập lên gập xuống. Thực tế, ngón tay đã có thể thực hiện một tác vụ, yêu cầu nó nhấc một chiếc vòng và đặt nó lên một cái chốt. Kết hợp 2 ngón tay lại với nhau, chúng có thể nâng một vật nhỏ. Nhìn chung, kỹ thuật ngón tay biohybrid dường như không phải là cách hiệu quả nhất để hoàn thành nhiệm vụ. Nhưng theo các nhà nghiên cứu, những robot tương tự có thể phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng thực tế khác trong tương lai.

Đầu tiên, chúng ta có thể tạo ra các robot phức tạp hơn, và sau đó nghiên cứu chúng để thu thập những hiểu biết mới, về cách cơ thể con người hoạt động và cách chúng ta có thể điều trị một số căn bệnh liên quan đến xương khớp và cơ bắp. Yuya Morimoto, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Nếu có thể kết hợp nhiều cơ bắp thành một thiết bị duy nhất, chúng ta có thể tái tạo sự tương tác cơ bắp phức tạp cho phép bàn tay, cánh tay và các bộ phận khác của cơ thể hoạt động. Thứ hai, chúng ta có thể bắt đầu sử dụng những robot lai sinh học trong ngành công nghiệp dược phẩm. Các nhà nghiên cứu có thể thử nghiệm các loại thuốc hoặc tiến hành nhiều thí nghiệm khác trên cơ của robot sinh học. Điều này có thể loại bỏ sự cần thiết của thử nghiệm trên động vật. Nó mang tính nhân đạo giống như nhiều công nghệ khác đang được phát triển, chẳng hạn như các cơ quan nội tạng trên chip hay động vật thí nghiệm ảo…”