Tampilkan postingan dengan label bioteknologi. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label bioteknologi. Tampilkan semua postingan

Senin, 10 September 2012

Could Cyborg Cockroaches Save Your Life?

Picture of a remote-controlled cockroach beside a quarter

The sight of a cockroach scuttling across the floor makes most of us shudder, but in a disaster, roaches might prove to be our new best friends. Cockroaches that are surgically transformed into remote-controlled "biobots" could help locate earthquake survivors in hard-to-access areas. This new video from North Carolina State University's iBionics Laboratory shows how the lab's enhanced roaches can be steered with surprising precision.



To learn more, Amanda Fiegl spoke to assistant professor of engineeringAlper Bozkurt, who led the roach biobot project.
What exactly is a biobot? Is it like a cyborg, a combination of a living organism and a robot?
"Biobot" is short for "biological robot." It is the first stage of creating what we would call an insect cyborg.
Currently, we can steer these roaches remotely and make them stop, go, and turn. If we can have them interact independently with the technologies we've surgically implanted in them, then they will become true cyborgs.
Is it hard to perform surgery on a cockroach?
No, it's quite simple. Insects can be anesthetized by putting them in the fridge for a few hours—the cold basically makes them hibernate, so they don't move. Then you just need tweezers and a microscope.
We do a simple surgery to insert the electrodes in the roaches' antennae and cerci [rear sensors]. We also use medical-grade epoxy to glue tiny magnets to their backs, so that we can just snap on the backpack containing the wireless control system.
Your paper mentions that these biobots could help rescue earthquake survivors. How, exactly?
Their backpacks can carry a locator beacon and a tiny microphone to pick up cries for help. Of course, a human operator or computer still has to be listening and steering them. Our biobots are basically just beasts of burden. They could also carry a camera or any other kind of miniaturized sensor one can imagine.
These experiments were done in a very controlled laboratory environment, on a flat surface, so we are now in the process of building test-beds that mimic some real-life scenarios. I don't think it will be very long before we can deploy them to actually help rescue people.
Why use real cockroaches, instead of synthetic robots made from some tougher material?
They come with a self-powered locomotion system. And they have biological autonomy to help them survive—they will run away when they sense danger, which makes them hard to trap or squash. That's really useful in uncertain, dynamic environments.
How many roach biobots have you created so far? Are most of them male or female?
More than ten. We paint them with different colors of nail polish to tell them apart. We prefer to work with females, because they can carry eggs inside, so they are theoretically better at carrying payloads. But it works on males as well.
Can you explain exactly how you are able to steer the biobots?
We use electric pulses to stimulate their antenna sensor cells, making them think there is an obstacle to navigate around.
Cockroaches use their antennae as touch sensors, similar to the way a blind person might use their hands to recognize the environment. So when we stimulate the antennal sensor on the roach's right side, it makes a left turn, and vice versa. We also stimulate their cerci to make them go forward. Cerci are the sensors at the very back of the insect that sense any predator behind.
(See pictures of animal robots—marine machines made in nature's image.)
Do the electrical pulses hurt the roaches?
No, there are a lot of scientific papers and evidence that show that invertebrates don't have the sense of pain as we, humans, perceive it. So it was not like we were zapping them and they were reacting to pain. Their reflexes were simply navigating them around perceived obstacles.
We don't want to torture cockroaches. Actually, we hope that our research will help the public to appreciate the importance and complexity of these little folks that we share an ecosystem with. Personally, I can't even kill pest insects at home since I appreciate them so much!
The new biobot research was presented at an August 28 meeting of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society in San Diego, California.


Rabu, 08 Agustus 2012

Inisiatif 2045


Keabadian adalah sesuatu yang hampir kita semua pikirkan, tapi tak ada yang menganggapnya serius. Meski begitu seorang pria Rusia berusia 31 tahun bernama Dmitry Itskov ingin orang berpikir serius soal kemungkinan untuk hidup selamanya, bahkan merencanakan hal itu bisa tercapai pada 2045. 

Rencananya disebut "Inisiatif 2045" dan terdengar familiar buat Anda yang sudah menonton film "Avatar" karya James Cameron. Yang ia butuhkan hanyalah beberapa miliar dolar.

Proyek Itskov ini memiliki beberapa fase, masing-masing tahapnya membawa manusia makin dekat ke tujuan untuk hidup selamanya. Langkah pertamanya adalah menciptakan robot manusia yang bisa dikendalikan jarak jauh. Ia berencana untuk mengatasi hambatan ini paling lambat pada 2020. Lalu, pada 2025, otak manusia akan ditransfer ke kerangka robot untuk bisa melanjutkan hidup setelah kematian.

Pada 2035, otak avatar itu akan dibangun secara terpisah, dan kepribadian Anda akan dimasukkan ke dalamnya saat sudah siap mengakhiri kehidupan manusia. Dan akhirnya, pada 2045, manusia bisa berjalan-jalan dengan avatar holografik selama keabadian, tak perlu takut kematian.

Tentu saja, proyek Avatar ini akan sangat mahal, dan Itskov membutuhkan bantuan finansial serius untuk mewujudkannya. Ia kini sedang meminta orang-orang terkaya dunia untuk mendanai proyek tersebut. Sebagai balasannya, ia berjanji membantu setiap donor untuk mewujudkan impian keabadiannya. Karena $50 miliar tidak bisa dihabiskan dalam satu masa hidup.

Rabu, 25 Juli 2012

Mesin Biologi Dari Otot Jantung Tikus

Cambridge - Para peneliti asal Amerika Serikat memberikan kehidupan pada benda mati. Mesin biologi pertama ini berupa ubur-ubur. Penemuan tersebut adalah suatu keberhasilan merekayasa bagian sel dari mahluk hidup yang merupakan benda mati yang bergerak berdasarkan stimulasi listrik. Seperti tubuh manusia dan hewan lainnya memang terdapat energi listrik. 




Diwartakan upi.compara peneliti di Harvard University dan California Institute of Technology, AS mengklaim keberhasilannya ini merupakan bukti konsep untuk rekayasa balik ragam organ otot dan bentuk kehidupan sederhana.
klik!
Ubur-ubur yang dijuluki sebagai ‘Medusoid’ ini mampu bergerak sendiri di air dengan cara sama pada jantung manusia yang memompa darah ke seluruh tubuh.
“Pada 2007 saya mengalami kegagalan. Kemudian saya terus mencari organisme laut yang memompa dirinya untuk hidup. Kemudian saya melihat ubur-ubur dan segera mencatat kesamaan dan perbedaannya dengan jantung manusia,” kata ahli rekayasa bio, Profesor Kit Parker.
Para peneliti ini menggunakan lembaran yang terbuat dari jaringan otot tikus yang mampu berkontraksi saat distimulasi dengan listrik.
“Saya terkejut melihat ‘makhluk’ dari silikon ini bisa berenang layaknya ubur-ubur nyata,” katanya.
Para ahli biologi telah menciptakan ubur-ubur buatan menggunakan silikon dan sel-sel otot jantung tikus. Makhluk tiruan yang dijuluki dengan medusoid ini tampak seperti bunga dengan delapan kelopak. Saat ditempatkan dalam medan listrik, ubur-ubur ini berdenyut dan berenang persis seperti pasangan hidupnya.
"Secara morfologi, kami telah membentuk ubur-ubur. Secara fungsional, kami telah membangun ubur-ubur. Tapi, secara genetik, ini adalah tikus," kata Kit Parker selaku ahli biofisika di Universitas Harvard, Cambridge, Massachusetts, Amerika Serikat yang memimpin proyek ini. Laboratorium milik Parker menjalankan model buatan dari jaringan jantung manusia untuk memperbaharui dan menguji obat-obatan. Tim riset membuat medusoid sebagai cara memahami "hukum dasar pemompaan otot". Cara ini merupakan pendekatan seorang insinyur ilmu pengetahuan dasar dalam usaha membuktikan prinsip-prinsip yang tepat dengan membangun sesuatu yang serupa.


Pada tahun 2007, Parker mencari cara baru untuk mempelajari pemompaan otot jantung ketika ia mengunjungi New England Aquarium di Boston, Massachusetts. "Saya melihat tampilan ubur-ubur dan tersadar," katanya seperti dilansir dari Nature.com. "Saya yakin bisa membuat ini," tambahnya. Untuk merealisasikannya, parker merekrut John Dabiri, seorang ahli biologi yang mempelajari tenaga penggerak biologi di Institut Teknologi California (Caltech) di Pasadena.
Janna Nawroth, seorang mahasiswa pascasarjana di Caltech melakukan sebagian besar percobaan. Dia memulai dengan memetakan setiap sel dalam tubuh ubur-ubur remaja atau moon jellies  (Aurelia aurita) untuk memahami cara mereka berenang.
Sebuah payung atau bel moon jelly terdiri dari satu lapisan otot dengan serat yang erat selaras sekitar cincin pusat dan sepanjang delapan jari-jari. Untuk membuat detak bel ke bawah, sinyal listrik menyebar melalui otot dalam gelombang halus, seperti bila Anda menjatuhkan kerikil di dalam air. "Ini persis seperti yang Anda lihat di dalam jantung. Dugaan saya yakni untuk mendapatkan sebuah pompa berotot, aktivitas listrik harus menyebar sebagai sebuah gelombang," lanjutnya.
Bentuk dan Fungsi


Nawroth menciptakan struktur dengan sifat yang sama dengan jantung. Dia  menumbuhkan satu lapisan otot jantung tikus pada lembaran berpola dari sejenis silikon, polydimethylsiloxane (PDMS). Saat medan listrik diterapkan di seluruh struktur, otot mengkerut dengan cepat. Ini menekan medusoid dan meniru daya gerak ubur-ubur itu. Silikon elastis kemudian menarik kembali medusoid ke bentuk asli datar, dan siap untuk gerak berikutnya.


Ketika ditempatkan di antara dua elektroda dalam air, medusoid itu berenang seperti yang asli. Bahkan, ubur-ubur tiruan ini menghasilkan arus air mirip seperti mencuci partikel makanan ke dalam mulut ubur-ubur itu.
"Kami pikir jika kami benar-benar tepat dalam hal ini, kami akan menciptakan pusaran itu. Kami melakukannya. Kami mengambil tikus terpisah dan membangun tikus itu kembali sebagai ubur-ubur," kata Parker.
"Saya pikir ini hebat. Ini adalah demonstrasi yang kuat dari sistem rekayasa chimaeric (sejenis ikan tua) menggunakan komponen hidup dan komponen bukan hidup," kata Joseph Vacanti, seorang jaringan insinyur di Massachusetts General Hospital, Boston.
Parker mengatakan timnya mengembangkan tiruan biologi ke tingkat yang lebih lanjut. "Biasanya ketika kita berbicara tentang bentuk kehidupan tiruan, seseorang akan mengambil sel hidup dan meletakkan gen baru di dalamnya. Kami membuat binatang. Ini bukan hanya tentang gen, tapi tentang morfologi dan fungsi," ujar Parker.


Timnya saat ini berencana membangun medusoid menggunakan sel jantung manusia. Para peneliti telah mengajukan hak paten untuk menggunakan desain mereka, atau yang serupa. Medusoid ini bisa menjadi platform untuk pengujian obat jantung.


"Saya meletakkan obat jantung pada ubur-ubur saya. Ini akan memberitahu Anda jika obat dapat meningkatkan pemompaan," katanya.
Mereka juga berharap  membalikkan bentuk-bentuk kehidupan laut bersama para ahli lain. "Kami punya tangki barang besar di sana. Sebuah gurita sudah masuk dalam daftar pesanan," kata Parker. Proyek ini telah diterbitkan dalam jurnal Nature Biotechnology.



Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Tanggapan codebreakers