MIT Mühendisleri, İnsan Gözünden İlham Alarak Çok Yönlü Yapay Kaslar Geliştirdi

Kaslarımız, hareketi sağlamak için lifleri senkronize bir şekilde kasarak ve gevşeterek uyum içinde çalışır. Kimi kaslar düz bir yapıda hizalanarak öngörülebilir hareketler gerçekleştirirken, bazıları ise karmaşık düzenlerde yerleşerek her yönde esneklik sağlar. Bu kompleks yapıdan ilham alan MIT mühendisleri, biyohibrit robotlar için yeni nesil yapay kaslar geliştirdi.

Bugüne kadar yapay kaslar yalnızca tek yönde kasılma yeteneğine sahipti ve robotik harekette önemli bir kısıtlama oluşturuyordu. MIT araştırmacıları kısıtlamayı aşarak birden fazla yönde kasılabilen yapay kas dokularını geliştirdi.

İlham Kaynağı: İnsan Gözü

MIT ekibi, bu yeni yapay kas teknolojisini geliştirirken insan gözündeki iris kasından ilham aldı. İris, pupilla (göz bebeği) büyüklüğünü dairesel ve radyal kasılma hareketleriyle düzenleyerek çalışır. Biyo-mekanik yapıyı yapay kaslara entegre etmek isteyen araştırmacılar, birden fazla yönde kasılabilen lifler geliştirmek için yeni bir teknik kullandı.

Geliştirme Süreci: 3D Baskı ve Hidrojel Kullanımı

MIT ekibi, hücrelerin doğru şekilde büyüyerek fonksiyonel lifler oluşturmasını sağlayan bir damga (stamp) tasarladı. 3D baskı teknolojisiyle üretilen bu damganın mikroskobik olukları (bir hücre büyüklüğünde) yumuşak, jel benzeri bir hidrojele basıldı. Kas hücreleri bu oluklara yerleştirildi ve burada hizalanarak fonksiyonel kas liflerine dönüştü.

Böylelikle yapay kas lifleri iris kasını taklit eden bir düzen oluşturdu ve çok yönlü kasılabilme yeteneği kazandı. Dahası, Işık atımlarıyla uyarıldığında, geliştirilen yapay kaslar insan irisinde olduğu gibi kasılma gösterdi.

Yenilikçi Uygulamalar ve Gelecek Perspektifi

Buluş, yalnızca bilimsel bir ilerleme değil, aynı zamanda robotik ve tıbbi uygulamalar için devrim niteliğinde bir adım anlamına geliyor.

Yönlendirilebilir ve doğal kas benzeri hareket yeteneğine sahip olan bu yeni yapay kaslar,

• Sualtında hareket eden robotlar,
• Dar alanlardan sızabilen esnek makineler,
• Kas fonksiyonunu geri kazandıracak tıbbi uygulamalar gibi alanlarda kullanılabilir.

Ayrıca biyolojik dokularla uyumlu olmaları ve biyolojik olarak parçalanabilir olmaları, sürdürülebilir ve enerji verimli robot teknolojilerinin geliştirilmesi için büyük bir potansiyel sunuyor. Araştırmayı yürüten ekibin lideri Ritu Raman, konuyla ilgili olarak şu ifadeyi kullandı: “Biyohibrit robotları sadece daha yetenekli değil, aynı zamanda çevre dostu hale getirmeyi umuyoruz.”

Damga Teknolojisiyle Genişletilebilir Kullanım Alanları

Ekip, geliştirilen damga yönteminin kas hücreleriyle sınırlı olmadığını da belirtti; Yöntem sayesinde kalp hücreleri veya sinir dokuları gibi farklı biyolojik dokular da yetiştirilebilir. Daha da önemlisi, söz konusu damga standart bir masaüstü 3D yazıcıyla üretilebilir ve yöntemi hem uygun maliyetli hem de yenilikçi bir teknoloji haline getirir.

Biyoloji ve Teknolojinin Mücizesi

MIT ekibinin buluşu, biyoloji ve mühendisliğin harmanlandığı bir geleceğe işaret ediyor. Jel benzeri yumuşak bir malzemeye basılan mikroskobik oluklar, kas hücrelerini belirli bir düzenle hizalayarak fonksiyonel yapay kas lifleri oluşturuyor. Gelecekte teknolojinin sınırsız uygulama alanlarına sahip olabileceği öngörülüyor.

Biyolojik olarak uyumlu, çok yönlü ve geri dönüştürülebilir yapay kaslar, robot teknolojisi, tıbbi yenilikler ve sürdürülebilir mühendislik için büyük bir potansiyel taşıyor.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://www.techexplorist.com/future-robotics-muscle-tissue-bends-twitches-glides/97924/