Роборуку впервые наделили чувствительностью к опасным веществам в воде

Кишечная палочка помогает роборуке распознавать загрязнённую воду.

Фото University of California, Davis.

Инженеры давно разрабатывают роботов, способных чувствовать прикосновения, анализировать различные визуальные сигналы и, что самое привычное, выполнять голосовые команды. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) также писали про системы, определяющие вкус различных веществ.

Недавно же учёные из Калифорнийского университета в Дейвисе и Университета Карнеги–Меллона создали экспериментальное устройство, основанное на принципе определения вкусов людьми. Оно уже помогает определять наличие загрязняющих веществ в воде.

Специалисты пытались воспроизвести эту способность человека при помощи так называемого биосенсорного модуля. Последний был прикреплён к роботизированной руке.

Внутри модуля находится кишечная палочка, которая известна своей чувствительностью к различным раздражителям. Учёные модифицировали бактерию, чтобы та начала особым образом реагировать на химическое вещество под названием ИПТГ.

В биомодуле модифицированные бактериальные клетки окружены пористой мембраной, которая удерживает их. При этом она позволяет химическим веществам (вроде ИПТГ) проникать внутрь. Бактерия реагирует на химические вещества, производя флуоресцентный белок.

Затем центральный процессор захватного устройства анализирует излучение, которое исходит от бактерий, и делает вывод, загрязнена ли вода. Если нет, то устройство кладёт в неё предмет.

Роботизированный захват уже протестировали. Он опустил модуль в воду на несколько часов, чтобы выявить наличие в ней ИПТГ. Убедившись, что вода не представляет угрозы, захват положил в неё большой жёлтый шар.

Разработчики признают, что пока робот выполняют свою задачу очень медленно и не очень умело. Тем не менее они считают, что если технологию развить и улучшить, она пригодится при создании новых видов мягких роботов.

Теперь учёные намерены создать устройства, которые смогут распознавать несколько химических веществ одновременно, а также определять их концентрации. Ещё одна задача, которая стоит перед специалистами – научиться поддерживать стабильную популяцию микробов в биосенсоре. Дело в том, что большее количество микроорганизмов повышает точность получаемого результата. Однако колония может существовать и поддерживать численность на одном уровне только в определённых условиях.

"Объединив нашу работу в области гибкой электроники и роботизированной кожи с синтетической биологией, мы приблизились к будущим прорывам, таким как мягкие биогибридные роботы, которые смогут адаптировать свои возможности <…> в ответ на изменения в окружающей их среде", – заключает соавтор работы Кэрмел Маджиди (Carmel Majidi) из Университета Карнеги—Меллон.

Авторы работы добавляют, что подобные конструкции пригодятся в сельском хозяйстве и медицине, где многие манипуляции зависят от обнаружения химических сигналов в окружающей среде.

Например, благодаря нынешнему достижению, нетрудно представить себе робота-медсестру, который сам берёт у пациента кровь и тут же выдаёт результаты анализа.

Более подробно с результатами исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в издании Science Robotics.