Un team di scienziati della Facoltà di Medicina di Harvard, guidato dalla dottoressa Su Ryon Shin, sta sviluppando robot alimentati da cellule viventi invece che da motori e ingranaggi convenzionali. Questa ricerca, pubblicata sull’International Journal of Extreme Manufacturing, rappresenta un passo avanti nella robotica bioibrida, un campo che cerca di fondere tessuti viventi con strutture sintetiche per creare macchine con capacità più vicine a quelle degli esseri umani.
Robot fatti di muscoli: come gli scienziati di Harvard creano robot bioibridi con tessuti viventi
L’obiettivo principale di questo progetto è costruire robot che non solo imitino il movimento umano, ma che siano anche in grado di adattarsi e rispondere al loro ambiente in modo più naturale. Per raggiungere questo obiettivo, il team di Harvard utilizza sia cellule muscolari scheletriche, che si contraggono in risposta a segnali elettrici, sia cellule cardiache, in grado di battere in modo autonomo e coordinato. Questa combinazione consente ai robot bioibridi di flettere, contrarsi e, potenzialmente, crescere utilizzando tessuti viventi, il che rappresenta un cambiamento rispetto alle tradizionali macchine in acciaio e plastica.
La produzione di questi robot alimentati da cellule vive richiede tecnologie avanzate per organizzare e mantenere in vita le cellule muscolari al di fuori del corpo umano. L’articolo evidenzia quattro metodi principali: biostampa 3D, elettrofilatura, microfluidica e autoassemblaggio. Queste tecniche consentono agli scienziati di disporre le cellule con precisione e di coltivarle all’interno di impalcature progettate appositamente, facilitando l’allineamento, la crescita e la contrazione coordinata dei tessuti.
La dottoressa Shin sottolinea che la fabbricazione è fondamentale per le prestazioni, poiché il modo in cui le cellule muscolari vengono coltivate e guidate determina se questi robot possono muoversi, adattarsi e durare nel tempo.
Innovazione nella robotica bioibrida
La fragilità dei tessuti viventi pone sfide importanti. I muscoli utilizzati in questi robot sono delicati e richiedono un apporto costante di nutrienti e ossigeno, condizioni difficili da mantenere al di fuori di un organismo. Per questo motivo, la maggior parte degli attuali robot bioibridi funzionano solo in ambienti controllati e la loro produzione su larga scala rimane una sfida.
Per superare questi limiti, il team di Harvard sta esplorando strategie come la stampa multimateriale per aumentare la resistenza e la complessità dei robot, l’uso di impalcature perfusibili che forniscono nutrienti alle cellule e il design modulare che migliora l’adattabilità e la durata delle macchine. Queste soluzioni potrebbero aprire la strada a robot bioibridi più robusti e funzionali in futuro.
Progetti simili e prospettive future
Il panorama della robotica bioibrida non si limita ad Harvard. A marzo, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno presentato muscoli artificiali in grado di muoversi in varie direzioni, imitando il funzionamento dell’iride umana.
Da parte sua, un team della Carnegie Mellon University sta lavorando agli AggreBots, robot biologici che utilizzano cellule polmonari umane. Queste iniziative illustrano la diversità degli approcci e il dinamismo di questo campo emergente, anche se i metodi e gli obiettivi di ciascun gruppo differiscono.
Il potenziale della robotica bioibrida va oltre l’innovazione tecnologica. Se i robot alimentati da cellule viventi dovessero affermarsi, potrebbero trasformare interi settori offrendo macchine in grado di adattarsi, autoripararsi e interagire in modo più organico con l’ambiente circostante. I ricercatori ritengono che questa tecnologia potrebbe trovare applicazione in medicina, produzione e altri settori in cui la flessibilità e l’integrazione con i sistemi biologici sono essenziali.
Guardando al futuro, la dottoressa Shin e il suo team prevedono che la prossima generazione di robot bioibridi non solo raggiungerà movimenti precisi e adattabilità, ma supererà anche gli attuali limiti di scala e integrazione, contribuendo attivamente al benessere umano.
