Исследователи ETH Zurich достигли заметного скачка в разработке роботов, движимых живой тканью. Они сконструировали биоактуаторы, которые способны прыгать, плавать и хватать предметы, причём показатели превзошли аналогичные системы с тем же объёмом мышечной ткани в одиннадцать раз. Это подтверждают данные исходной публикации, где упоминаются новые уровни деформации и скорости по сравнению с ранее существовавшими технологиями. Авторы подчеркивают, что речь идёт о системе, в которой живые мышцы интегрированы в мягкий гидрогелевый каркас, что и обеспечивает столь значимый рывок.

Суть прорыва заключается в том, как проектируют форму живой мускулатуры и каркаса. Раньше движения лабораторных мышц были слишком слабыми, чтобы увидеть их в макроскопических размерах; теперь их рассчитывают на компьютере совместно. Алгоритм подбирает конфигурации, при которых сокращение мышцы вызывает максимальную деформацию всей конструкции. В результате акткодик длиной около полутора сантиметров подпрыгивает на примерно 5 миллиметров — треть своего роста, в то время как шаговый вариант достигает рекордной для био-гибридов скорости около 6,2 мм/с.

Секрет работоспобности кроется в прочном соединении живой ткани и синтетического каркаса. На каркасе, напечатанном методом световой ксерографии, есть мелкие канавки — якоря, которые направляют рост мышечных волокон и обеспечивают почти безупречную передачу усилия, без заметных потерь. Но существуют ограничения: данная технология пока не функционирует вне питательного раствора, что ограничивает практическое применение таких биогибридов.

Ключевые задачи на будущее включают создание искусственной сосудистой системы для доставки кислорода и питательных веществ. Без этой системы крупные структуры не смогут долго работать, отмечают авторы. В контексте направления работы они подчеркивают, что дальнейшее решение этой проблемы критично для функционирования более крупных форм таких роботов.

Авторы видят в проделанной работе новую инженерную парадигму: форма и сокращение мышцы становятся частью архитектуры, а не её ограничением. Если удастся управлять биологической вариативностью ткани и расширить технологию за пределы чашки Петри, роботы перестанут полагаться на жёсткие моторы и начнут использовать потенциал настоящей мускульной архитектуры.