Guía fototáctica de un rayo robótico blando con ingeniería de tejidos

Inspirados en el esquema morfológico relativamente simple proporcionado por los peces batoides como las mantarrayas y los patines, creamos un sistema biohíbrido que permite a un animal artificial—un rayo con ingeniería de tejidos—nadar y seguir fototácticamente una señal de luz. Al patronear cardiomiocitos disociados de rata en un cuerpo elastomérico que encierra un esqueleto de oro microfabricado, replicamos la morfología de los peces a una escala de 1/10 y capturamos patrones básicos de deflexión de aletas de los peces batoides. La optogenética permite la guía fototáctica, maniobras de dirección y giro. La estimulación óptica inducía activación secuencial de los músculos a través de circuitos musculares en patrón serpentín, lo que llevó a una natación ondulatoria coordinada. La velocidad y dirección del rayo se controlaba modulando la frecuencia de la luz y al elicitar independientemente las aletas derecha e izquierda, permitiendo que la máquina biohíbrida maniobrara a través de un circuito de obstáculos.