Os cientistas desenvolveram um robô neuromuscular biohíbrido que pode rastejar a diferentes velocidades quando estimulado pela luz. O estudo, já publicado na revista “Robotics Science”, examinou como a modulação da atividade neuronal produziu diferentes comportamentos musculares, medindo e analisando os movimentos resultantes do robô.
“Estas descobertas fornecem informações valiosas sobre a correlação entre a sinalização neuronal e a atuação muscular, sustentando o desenvolvimento de sistemas biohíbridos ajustáveis com potenciais aplicações em robótica leve, ajuste neuronal e dispositivos médicos”, escrevem os autores do estudo, que tem como primeiro autor Hyegi Min.
Para os cientistas os neurónios são candidatos atraentes para o controlo de robôs biohíbridos sofisticados, pois podem adaptar-se a estímulos variados. Mas, embora os investigadores tenham criado sistemas biohíbridos baseados em músculos que incorporam tecido neural, não é claro como a atividade neuronal se traduz em diferentes saídas mecânicas.
O investigador Hyegi Min e a equipa de investigadores envolvida no estudo projetaram um sistema que integra músculos esqueléticos e neurónios motores numa estrutura de hidrogel. Os neurónios motores formam junções neuromusculares com o músculo esquelético e podem ser controlados através de estimulação optogenética sem fios. Os investigadores fabricaram dispositivos com um único ou duplo aglomerado de tecido neural (TN) implantado no dispositivo.
Ambos os robôs têm uma perna curta e uma perna longa, que se movem uma em direção à outra quando o músculo se contrai e afastam-se quando o músculo relaxa. Como a perna mais curta flete mais, a contração e o relaxamento repetidos resultam no robô o rastejar em direção ao lado de perna longa.
Os investigadores caracterizaram os comportamentos mecânicos em robôs rastejantes com TN simples e duplo utilizando simulações e experiências. Observaram espasmos espontâneos e verificaram que os movimentos podiam ser iniciados ou modulados por estimulação luminosa. Alguns dispositivos começaram a rastejar após a ativação optogenética e continuaram a mover-se mesmo após a luz ser desligada. Noutro caso, o aumento da frequência da estimulação luminosa fez com que o robô rastejasse mais lentamente.
Os autores especulam que estes resultados podem resultar de alterações na sincronização e atividade neuronal e sugerem que estudos futuros poderão apoiar o design de futuros robôs biohíbridos com capacidades ajustáveis.
