26 Şubat 2024 (Nanowerk Haberleri) Ultraviyole lazer işleme, Tokyo Tech araştırmacıları tarafından gösterildiği gibi, yaşam benzeri biyohibrit aktüatörler oluşturmak için gerekli olan kas hücrelerinin karmaşık hizalanmasını sağlayan karmaşık mikro yapıların geliştirilmesi için umut verici bir tekniktir. Geleneksel karmaşık yöntemlerle karşılaştırıldığında bu yenilikçi teknik, farklı kas hücresi düzenlemeleri elde etmek için karmaşık desenlere sahip mikro yapıların kolay ve hızlı bir şekilde üretilmesini sağlayarak karmaşık, esnek hareketler yapabilen biyohibrit aktüatörlerin önünü açıyor. Canlı organizmaların hareketlerini ve biyolojik işlevlerini taklit eden biyomimetik robotlar, yalnızca daha verimli robotlara yol açmakla kalmayıp aynı zamanda kas biyolojisini anlamak için bir platform görevi de gören büyüleyici bir araştırma alanıdır. Bunlar arasında, gerçek kasların kuvvetlerini taklit edebilen yumuşak malzemelerden ve kas hücrelerinden oluşan biyohibrit aktüatörler, kendi kendini iyileştirme, yüksek verimlilik ve yüksek güç/ağırlık oranı da dahil olmak üzere yaşam benzeri hareketler ve işlevler elde etme potansiyeline sahiptir. Bu oran, ağır enerji kaynakları gerektiren geleneksel hantal robotlar için zordu. Bu canlı benzeri hareketleri başarmanın bir yolu, kas hücrelerini biyohibrit aktüatörlerde anizotropik bir şekilde düzenlemektir. Bu, canlı organizmalarda olduğu gibi, onları farklı yönlere yönlendirilecek şekilde belirli bir düzende hizalamayı içerir. Önceki çalışmalar, bu tekniği kullanarak önemli hareketlere sahip biyohibrit aktüatörleri bildirmiş olsa da, doğal kas dokularının bükülme, bükülme, hareket etme gibi karmaşık hareketlerinin aksine, çoğunlukla kas hücrelerinin düz bir çizgide anizotropik olarak hizalanmasına odaklandılar ve yalnızca basit hareketlerle sonuçlandılar. ve küçülüyor. Gerçek kas dokuları, kavisli ve sarmal desenler de dahil olmak üzere karmaşık bir kas hücresi düzenine sahiptir. Bu tür karmaşık düzenlemelerin oluşturulması, bir alt tabaka üzerinde kavisli mikro olukların (MG'ler) oluşumunu gerektirir; bunlar daha sonra kas hücrelerinin gerekli desenlerde hizalanması için kılavuz görevi görür. Karmaşık MG'lerin imalatı gibi yöntemlerle elde edilmiştir. fotolitografi, dalgalı mikrografi ve mikro temaslı baskı. Ancak bu yöntemler birden fazla karmaşık adım içerir ve hızlı imalat için uygun değildir. Bu sorunu çözmek için, Japonya'daki Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden (Tokyo Tech) ve Yaşam Bilimleri ve Teknoloji Okulu'ndan Doçent Toshinori Fujie liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, karmaşık mikroyapıların üretilmesi için bir ultraviyole (UV) lazer işleme tekniği geliştirdi. . "Önceki prototiplerimize dayanarak, UV lazer işlemiyle üretilen isteğe bağlı anizotropik MG'lere sahip bir SBS (sert kauçuk) ince film kullanan biyohibrit aktüatörlerin, daha gerçekçi esnek hareketler üretmek için keyfi olarak anizotropik bir yönde hücresel hizalamayı kontrol edebildiğini varsaydık." Dr. Fujie açıklıyor. Çalışmaları dergide yayınlandı Biyofabrikasyon (“Anizotropik harekete sahip biyohibrit aktüatörler oluşturmak için UV lazerle işlenmiş mikro yapı”).
Gerçekçi Harekete Sahip Biyomimetik Robotların Kolay ve Hızlı İmalatı için Yeni Bir Yöntem. (Resim: Tokyo Tech) Yeni teknik, UV lazer işlemi yoluyla bir poliimid üzerinde kavisli MG'lerin oluşturulmasını ve bunların daha sonra SBS'den yapılmış ince bir film üzerine kopyalanmasını içeriyor. Daha sonra, canlı organizmalarda bulunan ve miyotüpler adı verilen iskelet kası hücreleri, anizotropik kavisli bir kas modeli elde etmek için MG'ler kullanılarak hizalanır. Araştırmacılar bu yöntemi iki farklı biyohibrit aktüatör geliştirmek için kullandılar: biri cam alt tabakaya bağlı, diğeri bağlı değil. Elektrik uyarımı üzerine, her iki aktüatör de bükülmeye benzer bir hareketle deforme oldu. İlginç bir şekilde, biyohibrit aktüatör, bağlanmadığında, miyotüplerin doğal bir sfinkter gibi kavisli hizalanması nedeniyle 3 boyutlu bağımsız bir yapıya dönüşüyor. "Bu sonuçlar, geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında UV-lazer koninin ayarlanabilir MG modellerinin üretimi için daha hızlı ve daha kolay bir yöntem olduğunu gösteriyor. Bu yöntem, miyotüplerin yönlendirilmiş hizalanması yoluyla daha gerçekçi biyohibrit aktüatörler elde etmek için ilgi çekici fırsatları ortaya çıkarıyor” diyor Dr. Fujie, bu yenilikçi tekniğin potansiyelini vurguluyor. Genel olarak bu çalışma, farklı anizotropik kas dokusu modellerinin üretimi için UV-lazer işlemenin potansiyelini ortaya koyuyor ve karmaşık, esnek hareketler yapabilen, daha gerçekçi biyohibrit aktüatörlerin önünü açıyor.
Gerçekçi Harekete Sahip Biyomimetik Robotların Kolay ve Hızlı İmalatı için Yeni Bir Yöntem. (Resim: Tokyo Tech) Yeni teknik, UV lazer işlemi yoluyla bir poliimid üzerinde kavisli MG'lerin oluşturulmasını ve bunların daha sonra SBS'den yapılmış ince bir film üzerine kopyalanmasını içeriyor. Daha sonra, canlı organizmalarda bulunan ve miyotüpler adı verilen iskelet kası hücreleri, anizotropik kavisli bir kas modeli elde etmek için MG'ler kullanılarak hizalanır. Araştırmacılar bu yöntemi iki farklı biyohibrit aktüatör geliştirmek için kullandılar: biri cam alt tabakaya bağlı, diğeri bağlı değil. Elektrik uyarımı üzerine, her iki aktüatör de bükülmeye benzer bir hareketle deforme oldu. İlginç bir şekilde, biyohibrit aktüatör, bağlanmadığında, miyotüplerin doğal bir sfinkter gibi kavisli hizalanması nedeniyle 3 boyutlu bağımsız bir yapıya dönüşüyor. "Bu sonuçlar, geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında UV-lazer koninin ayarlanabilir MG modellerinin üretimi için daha hızlı ve daha kolay bir yöntem olduğunu gösteriyor. Bu yöntem, miyotüplerin yönlendirilmiş hizalanması yoluyla daha gerçekçi biyohibrit aktüatörler elde etmek için ilgi çekici fırsatları ortaya çıkarıyor” diyor Dr. Fujie, bu yenilikçi tekniğin potansiyelini vurguluyor. Genel olarak bu çalışma, farklı anizotropik kas dokusu modellerinin üretimi için UV-lazer işlemenin potansiyelini ortaya koyuyor ve karmaşık, esnek hareketler yapabilen, daha gerçekçi biyohibrit aktüatörlerin önünü açıyor.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=64718.php
