美研制出首個人造肌肉動力行走生物機器人

據(jù)物理學家組織網(wǎng)站報道，新一代的微型生物機器人開始擁有肌肉了。美國伊利諾伊大學的工程師們近日展示了一款“行走型”的“生物機器人”，其由肌肉細胞提供能量，并利用電脈沖實現(xiàn)操控，這將讓研究人員對它們的功能具有前所未有的控制力。研究組在本月出版的《美國國家科學院院報》上報告了他們的此項進展。

伊利諾伊大學生物工程學教授拉希德·巴沙爾（Rashid Bashir）是此項研究的主管，他表示：“由細胞實現(xiàn)的生物驅(qū)動是任何生物機械體研發(fā)過程中必須具備的一項技術。”他說：“我們正嘗試將這些工程學原則與生物學相結合，并將其應用于生物機械與系統(tǒng)的設計與開發(fā)工作當中，從而造福環(huán)境與醫(yī)藥應用領域。生物學無比強大，如果我們能將其潛能部分應用于有用的方面，那將會帶來很多益處。”

巴沙爾的小組在設計與開發(fā)生物機器人方面處于領先地位，他們開發(fā)的微型機器人體長僅有不到一厘米，且由可伸縮3-D打印的水凝膠與活體細胞組成。此前這一研究組還展示了機器人自行行走的場面，其動能由取自老鼠心臟搏動的心臟細胞提供。然而，心臟細胞會時不時發(fā)生收縮，從而讓研究人員難以操控機器人的運動。這就讓開發(fā)人員很難利用心臟細胞構建可以自由開啟或關閉，加速或減速的生物機械體。

而這款新的生物機器人采用了身體肌肉細胞，并使用電脈沖實現(xiàn)控制。這就讓研究人員有了一種簡單的途徑來實現(xiàn)操控目的，并開啟了未來其他設計的可能性，因此工程師們可以藉此優(yōu)化生物機械體的設計，使其可以應用于特定的用途。

這款機器人的速度可以通過調(diào)節(jié)電刺激的頻率萊實現(xiàn)控制。更高的頻率能讓肌肉更快收縮，從而也讓機器人的整體速度得以加速。

下一步，研究人員們將繼續(xù)開展工作，實現(xiàn)對生物機器人運動狀態(tài)的更大程度操控，如為其植入神經(jīng)系統(tǒng)，這樣生物機器人便能運用光或化學信號實現(xiàn)各種控制。從工程的角度出發(fā)，設計者希望能夠讓生物機器人能夠根據(jù)不同的信號做出不同的響應。感謝3D打印技術的發(fā)展，現(xiàn)在科學家們可以迅速嘗試各種不同的形態(tài)與設計方案。巴沙爾與他的同事們甚至計劃在本科生的課程中加入有關課程，以便讓學生們也可以參與嘗試設計不同的生物機器人。

（來源：MSN中文網(wǎng)）