पिछले कुछ दशकों में, रोबोटिक्स ने महत्वपूर्ण परिणाम हासिल किए हैं। चार पैर वाले रोबोट, पहिएदार रोबोट, अल्ट्रा-सटीक मैनिपुलेटर्स - यह सब उन मॉडलों की बहुतायत का हिस्सा है जिन्हें हम अभी देख रहे हैं। सभी प्रकार के रोबोटों में, आम लोगों और वैज्ञानिकों की सबसे बड़ी दिलचस्पी शायद ह्यूमनॉइड सिस्टम के कारण होती है। ऐसे उपकरण अब सक्रिय रूप से लोगों की मदद कर रहे हैं - उनका उपयोग होटल व्यवसाय में, वैज्ञानिक और सैन्य विकास में, रोजमर्रा की जिंदगी और चिकित्सा में किया जाता है। सबसे उन्नत मॉडल का एक उदाहरण
केंशिरो और
एक्सेरोबोट है । इन रोबोटों में हड्डियों और मांसपेशियों का एक एनालॉग होता है (डेवलपर्स ने शुरू में मानव शरीर की संरचना को दोहराने की योजना बनाई थी), ताकि उनकी चाल अन्य लोगों से मिलती जुलती हो।
चूंकि इन रोबोटों की शारीरिक रचना मूल के करीब है, इसलिए कुछ वैज्ञानिक ऐसे सिस्टम से तथाकथित बायोरिएक्टर बनाने की संभावना पर विचार कर रहे हैं। किसी भी
बायोरिएक्टर का उद्देश्य कोशिकाओं और सूक्ष्मजीवों के जीवन के लिए इष्टतम स्थिति बनाना है, अर्थात्, बायोरिएक्टर की सामग्री के गैस और तरल घटकों को समान रूप से मिलाकर चयापचयों की श्वसन, पोषण और जल निकासी प्रदान करना है। यह लेख मानव रोगियों को प्रत्यारोपण के लिए ऊतक बढ़ने वाली प्रणालियों के बारे में है। जबकि अंगों को दाताओं से प्रत्यारोपण के लिए ले जाया जा सकता है, डॉक्टरों को अक्सर tendons, स्नायुबंधन, हड्डियों और उपास्थि की आवश्यकता होती है। कम से कम वे उन्हें विकसित करना सीखते हैं, लेकिन "स्ट्रीम पर उत्पादन" लगाने के लिए, बायोरिएक्टर की आवश्यकता होती है, जहां दिए गए मापदंडों के अनुसार ऊतक के टुकड़े उगाए जा सकते हैं।
इसके अलावा, ताकि ऐसे ऊतकों के गुण प्रत्यारोपण के मानदंडों को पूरा करते हैं, उन्हें कुछ शर्तों के तहत विकसित होने की आवश्यकता होती है, जिसमें वृद्धि के लिए आवश्यक पदार्थों की उपस्थिति और एक यांत्रिक भार या यांत्रिक उत्तेजना शामिल है, क्योंकि इस कारक को भी कहा जाता है।
दुर्भाग्य से, यह इतना सरल नहीं है, क्योंकि आधुनिक बायोरिएक्टर का डिज़ाइन काफी हद तक आदिम है। एक यांत्रिक बायोरिएक्टर में, मिश्रण को एक यांत्रिक मिक्सर के साथ किया जाता है, जिससे एक तरफ अपर्याप्त रूप से समान मिश्रण होता है, और दूसरी तरफ सूक्ष्मजीवों की मृत्यु होती है। मिक्सिंग मोड को बदला जा सकता है, लेकिन इस प्रकार के रिएक्टर को इष्टतम कहना मुश्किल है। एक वास्तविक शरीर में होने वाली प्रक्रियाएं, जिसमें यांत्रिक भार शामिल हैं, ऐसे रिएक्टर पुन: उत्पन्न करने में सक्षम नहीं हैं। नतीजतन, उगाए गए ऊतकों की गुणवत्ता में गिरावट आती है।
बायोरिएक्टर के इष्टतम डिजाइन में विभिन्न दिशाओं के लिए यांत्रिक भार जोड़ने की संभावना शामिल होनी चाहिए, विभिन्न प्रकार के ऊतकों के लिए यांत्रिक भार के मोड का अनुकरण करना, विशिष्ट ऊतकों के शारीरिक स्थान के अनुसार और मानव शरीर में शर्तों के बढ़ते ऊतकों के लिए सामान्य अनुपालन।
जीवविज्ञानी एंड्रयू कारर (एंड्रयू कारर) और उनके सहयोगियों के अनुसार, बायोरिएक्टर के डिजाइन को मानव शरीर की शारीरिक रचना को दोहराना चाहिए - इसके वे हिस्से जिनके लिए ऊतक विकसित होते हैं। इसलिए, एक कंकाल और मांसपेशियों के साथ ह्यूमनॉइड रोबोट जो किसी व्यक्ति के कंकाल और मांसपेशियों के विन्यास को दोहराते हैं, सबसे अच्छा विकल्प हैं।
टोक्यो विश्वविद्यालय के विशेषज्ञों ने ऐसी प्रणाली का अपना संस्करण प्रस्तावित किया है। यह
केंशिरो रोबोट है । जापानी लगभग 7 वर्षों से इस परियोजना के साथ काम कर रहे हैं, रोबोट के डिजाइन में काफी सुधार हुआ है।
इस प्रणाली का शारीरिक विन्यास 12 वर्षीय जापानी लड़के की शारीरिक संरचना के समान है। इसकी ऊंचाई 158 सेंटीमीटर, वजन - 50 किलोग्राम है। रोबोट का शरीर मांसपेशियों के लगभग पूर्ण सेट से लैस है, जिसमें एक व्यक्ति भी है। कुल मिलाकर, वैज्ञानिकों ने 160 ऐसी मांसपेशियों को जोड़ा: पैरों में 50, धड़ में 76, कंधों में 12, गर्दन में 22। फिलहाल, केशीरो एक रोबोट में मानव शरीर रचना विज्ञान का सबसे सही दोहराव है।
बायोरिएक्टर और इस रोबोट के बीच क्या आम है? एंड्रयू कैर्रा का मानना है कि केशीरो या इसी तरह की अन्य प्रणालियों को उन्नत बायोरिएक्टर में परिवर्तित किया जा सकता है। रोबोट की मांसपेशियों के इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलीमर पर मांसपेशियों की कोशिकाएं
बढ़ेंगी । वृद्धि की प्रक्रिया में, नए ऊतकों को यांत्रिक तनाव के अधीन किया जाएगा, ताकि परिणामस्वरूप नमूने सभी आवश्यक आवश्यकताओं को पूरा करेंगे। इसी तरह, वैज्ञानिक टिशू और उपास्थि सहित अन्य ऊतकों को विकसित करने जा रहे हैं।
भविष्य का बायोरिएक्टर अच्छी तरह से टी -800 टर्मिनेटर के मॉडल की तरह लग सकता है। एक धातु या बहुलक फ्रेम पर, मांसपेशियों, उपास्थि, स्नायुबंधन और त्वचा सहित मानव ऊतक, धीरे-धीरे निर्माण करते हैं। संपूर्ण रोबोट या इसके व्यक्तिगत तत्व चलते हैं, ताकि ऊतकों को आवश्यक यांत्रिक तनाव के अधीन किया जा सके। एक निश्चित अवधि के बाद, इन ऊतकों को मानव दाता को प्रत्यारोपण के लिए कंकाल से हटा दिया जाता है। ऐसे बायोरिएक्टर नैदानिक परीक्षणों में जानवरों के साथ प्रयोगों की आवश्यकता को समाप्त कर देंगे।
वैसे, दूर के भविष्य में, घटनाएं एक अलग तरीके से
विकसित हो सकती हैं : लोग धीरे-धीरे रोबोट में, या बल्कि, साइबॉर्ग में बदल जाएंगे।
DOI:
10.1126 / Scirobotics.aam5666