Este brazo de agarre robótico usa bacterias diseñadas en pozos en sus dedos para "probar" un químico específico antes de decidir si tomar la pelota y ponerla en el baño. El sistema fue desarrollado por ingenieros de UC Davis y Carnegie Mellon University. Crédito:Tess Hellebrekers, Laboratorio de máquinas blandas, Universidad de Carnegie mellon
Ingenieros de la Universidad de California desarrollaron un brazo robótico de agarre que utiliza bacterias diseñadas para "saborear" una sustancia química específica. Davis, y la Universidad Carnegie Mellon. La pinza es una prueba de concepto para la robótica blanda de base biológica.
"Nuestra visión a largo plazo es construir una microbiota sintética para robots blandos que pueda ayudar con la reparación, generación de energía o biodetección del medio ambiente, "dijo Cheemeng Tan, profesor asistente de ingeniería biomédica en UC Davis. El trabajo fue publicado el 26 de junio en la revista Ciencia Robótica .
La robótica suave utiliza peso ligero, materiales flexibles y blandos para crear máquinas que se adapten a la versatilidad de los seres vivos, y los diseños de robots blandos a menudo se inspiran en la naturaleza. Agregar células vivas reales a robots blandos acerca a los científicos un paso más hacia la creación de máquinas híbridas biológico-mecánicas.
"Al combinar nuestro trabajo en electrónica flexible y piel robótica con biología sintética, estamos más cerca de avances futuros como robots biohíbridos blandos que pueden adaptar sus habilidades a los sentidos, sentir y moverse en respuesta a cambios en sus condiciones ambientales, "dijo Carmel Majidi, coautor y profesor asociado de ingeniería mecánica en CMU.
Biodetección con bacterias diseñadas
El nuevo dispositivo utiliza un módulo biosensor basado en la bacteria E. coli diseñada para responder al químico IPTG produciendo una proteína fluorescente. Las células bacterianas residen en pozos con un flexible, Membrana porosa que permite la entrada de productos químicos pero mantiene las células adentro. Este módulo biosensor está integrado en la superficie de una pinza flexible en un brazo robótico, para que la pinza pueda "saborear" el ambiente a través de sus dedos.
Proteínas fluorescentes expresadas por bacterias en la pinza robótica operada por bacterias. Crédito:Justus et al., Sci. Robot. 4, eaax0765 (2019)
Vista deconstruida de la pinza robótica accionada por bacterias. Crédito:Tess Hellebrekers
Una colaboración en electrónica flexible y biología sintética produjo este suave, pinza robótica. La tecnología acerca a los científicos un paso más hacia la creación de máquinas híbridas biomecánicas. Crédito:Tess Hellebrekers, Laboratorio de máquinas blandas, Universidad de Carnegie mellon
Cuando IPTG cruza la membrana hacia la cámara, las células emiten fluorescencia y los circuitos electrónicos dentro del módulo detectan la luz. La señal eléctrica viaja a la unidad de control de la pinza, que puede decidir si recoger algo o soltarlo.
Como prueba la pinza pudo comprobar un baño de agua de laboratorio para detectar IPTG y luego decidir si colocar o no un objeto en el baño.
Hasta aquí, este bot biohíbrido solo puede saborear una cosa y es difícil diseñar sistemas que puedan detectar concentraciones cambiantes, Dijo Tan. Otro desafío es mantener una población estable de microbios en, o en un robot:comparable al microbioma o ecosistema de bacterias y hongos que viven en nuestro propio cuerpo y realizan muchas funciones útiles para nosotros.
Los sistemas biohíbridos ofrecen potencialmente más flexibilidad que la robótica convencional, él dijo. Las bacterias podrían diseñarse para diferentes funciones en el robot:detección de productos químicos, Fabricación de polímeros para reparación o generación de energía. por ejemplo.
