Direct naar artikelinhoud
Wetenschap

'Levende' robot zwemt met echte spieren

De 'biohybride' robot. Doordat cellen van nature al energie omzetten in arbeid, zijn er geen motortjes of accu's nodig.

Wat heeft een gouden skelet, een lijf van zachte siliconen en levende rattenhartcellen als spieren? Het is robotrog, een opmerkelijke nieuwe zwemmachine die onderzoekers van de Amerikaanse Harvard-universiteit vandaag in Science presenteren. Het machientje zwemt op lichtflitsjes en slaat een brug tussen levend en doods materiaal.

Wetenschappers verwachten veel van deze 'biohybride' robots, omdat ze zo flexibel zijn. Doordat cellen van nature al energie omzetten in arbeid, zijn er geen motortjes of accu's nodig. De ontwerpers dromen dan ook van een toekomst van zelfstandig op hun omgeving reagerende robots die geen stopcontact of brandstof nodig hebben, maar toekomen met op zijn tijd een scheut suikerwater.

Kit Parker en collega's maakten hun rogje door genetisch veranderde rattenhartcellen te kweken op een buigzaam siliconenrobotje met binnenin een skeletje van goud. Steeds als de cellen aanspannen - ze reageren op licht - trekken ze de 'vleugels' van de rog omlaag, waarna het skelet terugveert en ze weer in het gareel trekt. Doordat de cellen elkaar seintjes geven, trekt er een rilling door het spierweefsel en ontstaat een min of meer vloeiende beweging die de rog voortstuwt. Eerder maakte men met de techniek onder meer wiebelende stokjes en een soort primitieve kwal. Maar de rog is het eerste baksel dat zowaar een beetje op een echte robot begint te lijken.

"Het mooie van spieren is dat ze bij lage temperatuur al een hoop energie leveren", zegt Johan van Leeuwen, hoogleraar biomechanica aan de universiteit van Wageningen, die niet betrokken was bij het project. Zijn Delftse collega Frans van der Helm mijmert over robots met bloedvaten. "Al is de toevoer van glucose via een bloedstroom nog wel ver weg."

Toevoer van glucose via een bloedstroom is nog ver weg

Bruikbaar voor praktische toepassingen zijn de rogjes nog niet: ze overleven alleen in een zoutoplossing met suiker erin en gaan zelfs als ze op dreef zijn niet harder dan 3 millimeter per seconde - omgerekend 0,01 kilometer per uur. Toch konden de anderhalve centimeter kleine zwemmertjes al wel een parcours afleggen. Door hem aan één kant snellere lichtflitsjes te geven, flappert het rogje aan de ene kant sneller en gaat hij de bocht om.

"Hij zwemt nog niet zo goed als een echte vis", constateert ook Van Leeuwen. "Daarvoor zou hij eigenlijk snellere spieren moeten hebben dan de hartspiercellen die hij nu gebruikt. Alleen zijn die wel technisch moeilijker in een robot te passen." De grote verdienste van de rog, vinden Van der Helm en Van Leeuwen, is dat het sowieso is gelukt om een robot te bouwen met levende, werkende cellen als zwemspieren.

Over toepassingen wil hoofdonderzoeker Parker nog niet nadenken. "Ons grootste voordeel", mailt hij desgevraagd, "is dat ons project zo supercool is!"