Un braccio di presa robotico che utilizza batteri ingegnerizzati per "assaggiare" una specifica sostanza chimica è stato sviluppato dagli ingegneri dell'Università della California, Davis, e Carnegie Mellon University. La pinza è un proof-of-concept per la robotica morbida a base biologica.

"La nostra visione a lungo termine riguarda la creazione di un microbiota sintetico per robot morbidi che possa aiutare con la riparazione, generazione di energia o biorilevamento dell'ambiente, " disse Cheemeng Tan, assistente professore di ingegneria biomedica alla UC Davis. Il lavoro è stato pubblicato il 26 giugno sulla rivista Robotica scientifica .

La robotica morbida utilizza leggerezza, materiali flessibili e morbidi per creare macchine che si abbinano alla versatilità degli esseri viventi, e i morbidi design di robot spesso traggono ispirazione dalla natura. L'aggiunta di cellule viventi reali a robot morbidi avvicina gli scienziati di un altro passo alla creazione di macchine ibride biologico-meccaniche.

"Combinando il nostro lavoro nell'elettronica flessibile e nella pelle robotica con la biologia sintetica, siamo più vicini a scoperte future come robot bioibridi morbidi in grado di adattare le loro capacità di rilevamento, sentire e muoversi in risposta ai cambiamenti nelle loro condizioni ambientali, " disse Carmel Majidi, un co-autore e professore associato di ingegneria meccanica presso CMU.

Biorilevamento con batteri ingegnerizzati

Il nuovo dispositivo utilizza un modulo di biorilevamento basato su batteri E. coli progettato per rispondere all'IPTG chimico producendo una proteina fluorescente. Le cellule batteriche risiedono in pozzetti con un flessibile, membrana porosa che consente l'ingresso di sostanze chimiche ma mantiene le cellule all'interno. Questo modulo di biorilevamento è integrato nella superficie di una pinza flessibile su un braccio robotico, così la pinza può "assaggiare" l'ambiente attraverso le sue dita.

Quando IPTG attraversa la membrana nella camera, le celle sono fluorescenti ei circuiti elettronici all'interno del modulo rilevano la luce. Il segnale elettrico arriva alla centralina della pinza, che può decidere se raccogliere qualcosa o rilasciarlo.

Come prova, la pinza è stata in grado di controllare un bagnomaria da laboratorio per l'IPTG, quindi decidere se inserire o meno un oggetto nel bagno.

Finora, questo bot bioibrido può assaggiare solo una cosa ed è difficile progettare sistemi in grado di rilevare le variazioni di concentrazione, ha detto Tan. Un'altra sfida è mantenere una popolazione stabile di microbi in, o su, un robot, paragonabile al microbioma o ecosistema di batteri e funghi che vivono nel o sul nostro stesso corpo e svolgono molte funzioni utili per noi.

I sistemi bioibridi offrono potenzialmente più flessibilità rispetto alla robotica convenzionale, Egli ha detto. I batteri potrebbero essere progettati per diverse funzioni sul robot:rilevamento di sostanze chimiche, fabbricazione di polimeri per riparazioni o generazione di energia, Per esempio.