MIT: Neue künstliche Muskeln für Robotik und Medizin

Das Wichtigste in Kürze

MIT-Forscher haben künstliche Muskeln entwickelt, die sich in mehrere Richtungen bewegen können.
Die Technik basiert auf einer speziellen Stempel-Methode zur Strukturierung von Muskelzellen.
Diese Muskeln könnten für weichere, flexiblere Roboter oder medizinische Anwendungen genutzt werden.
Die Forschung zeigt Potenzial für biohybride Maschinen mit biologischen Aktuatoren.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Biomaterials Science veröffentlicht.

Neue Wege für künstliche Muskeln

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine Methode entwickelt, um künstliche Muskeln zu züchten, die sich in mehrere Richtungen bewegen können. Diese Entdeckung könnte die Entwicklung flexibler, biologisch inspirierter Roboter vorantreiben. Bisherige künstliche Muskeln konnten sich meist nur in eine Richtung kontrahieren, was ihre Einsatzmöglichkeiten einschränkte.

Die Technik hinter den neuen Muskeln

Das MIT-Team nutzte eine innovative “Stempel”-Methode, um das Wachstum der Muskelfasern gezielt zu steuern. Ein 3D-gedruckter Stempel mit mikroskopischen Rillen wurde auf ein Hydrogel gedrückt. Anschließend wurden Muskelzellen in die Rillen eingebracht, sodass sie entlang der vorgegebenen Strukturen wuchsen. Dadurch konnten Muskelfasern entstehen, die sich in mehreren Richtungen kontrahieren.

Inspiration aus der Natur

Als Demonstration wurde eine künstliche Iris geschaffen, die sich ähnlich wie das menschliche Auge ausdehnt und zusammenzieht. Die natürliche Iris enthält konzentrische und radiale Muskelfasern, die zusammenarbeiten, um die Pupille zu vergrößern oder zu verkleinern. Die künstliche Version des MIT-Teams konnte diesen Mechanismus erfolgreich nachahmen.

Mögliche Anwendungen

Diese Technologie könnte verschiedene Anwendungen finden. In der Robotik könnten biohybride Maschinen entstehen, die sich durch ihre weichen, flexiblen Strukturen besser an ihre Umgebung anpassen. In der Medizin könnten künstliche Muskeln zur Wiederherstellung von Bewegungsfunktionen bei Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen eingesetzt werden.

Zukunftsperspektiven

Die Forscher planen, ihre Stempel-Technologie weiterzuentwickeln und auf andere Zelltypen anzuwenden, darunter Nervenzellen und Herzmuskelzellen. Zudem könnten künstliche Muskeln für nachhaltige, biologisch abbaubare Roboter genutzt werden, die sich energieeffizient durch verschiedene Umgebungen bewegen.

Unsere Einschätzung

Die Arbeit des MIT-Teams zeigt das Potenzial biohybrider Technologien. Die Fähigkeit, künstliche Muskeln mit komplexen Bewegungsmustern zu erschaffen, könnte die Robotik und Medizintechnik revolutionieren. Besonders spannend ist die Möglichkeit, weiche Roboter zu entwickeln, die sich natürlicher bewegen und in Umgebungen operieren können, die für herkömmliche Maschinen unzugänglich sind.