科學家最新研制由肌肉細胞驅(qū)動和電流脈沖控制的微型行走生物機器人。
目前，科學家首次成功研制一款由活體肌肉細胞驅(qū)動的行走機器人，它是由生物肌肉和機械部件構(gòu)成。
生物肌肉非常柔韌，可使機器人能在實驗室中推進，研究人員表示，它將引領(lǐng)新一代柔韌“生物機器人”的問世。美國伊利諾伊大學研究人員研制這種微型肌肉驅(qū)動生物機器人，它是由電流控制移動。
“行走生物機器人”是由條狀肌肉細胞驅(qū)動，受電流脈沖控制，研究人員將這款機器人詳細情況發(fā)表在近期出版的《美國國家科學院院刊》上。伊利諾伊大學生物工程系拉希德-巴希爾(Rashid Bashir)是研究報告負責人，他說：“由肌肉細胞驅(qū)動的生物活動性是科學家期望建造任何生物機械裝置的基本要素，我們試著以某種方式將工程原理和生物學結(jié)合在一起，從而實現(xiàn)設(shè)計研制生物機械裝置和環(huán)境醫(yī)學應(yīng)用的系統(tǒng)。”
生物學非常強大，如果我們以某種方法利用其優(yōu)勢，將獲得一些令人驚奇的發(fā)現(xiàn)。巴希爾是設(shè)計和制造生物機器人的先驅(qū)者，最新研制的微型生物機器人體長不足1厘米，是由柔韌3D打印水凝膠材料和活細胞制成。
之前研究小組證實生物機器人能夠獨立“行走”，由老鼠心臟細胞提供動力，然而心臟細胞經(jīng)常收縮，不便于研究人員控制機器人運動。因此對于工程師而言，使用心臟細胞研制的生物機器人很難實現(xiàn)啟動、停止、加速或者減速。
最新研制的“行走生物機器人”是由電流脈沖觸發(fā)的條狀骨骼肌細胞，研究人員采用非常的方法控制生物機器人，并開啟其它前瞻性設(shè)計的可能性，工程師能夠按需定制生物機器人，讓它們完成一些特殊應(yīng)用。
這款微型機器人的設(shè)計靈感來自于自然界中肌肉-肌腱-骨骼復合體結(jié)構(gòu)，它的主干結(jié)構(gòu)是3D打印水凝膠，非常結(jié)實但兼具柔韌靈活性，可以像關(guān)節(jié)一樣彎曲。
兩個柱子用于固定條狀肌肉至水凝膠主干結(jié)構(gòu)上，就像是肌腱附著肌肉在骨骼上一樣，同時，兩個柱子可作為生物機器人的腿部。研究人員通過調(diào)控電流脈沖頻率可以控制機器人的行走速度。
