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科学家利用神经元和光诱导的肌肉组织来制造一种新的生物机器人

时间:2019-09-18 19:03:49

来源:中国信托网

一种新型双尾生物机器人的设想。图为:michaelvinent/newatlas

能够在人体等生物环境中安全导航的微型软机器人,可能会给医疗行业带来翻天覆地的变化。但前提是它们能够在这种独特的环境中移动,这显然不是一件容易的事情。好消息是,伊利诺伊大学的一个科学家团队刚刚描述了他们的最新研究,一种完全由运动神经元、肌肉组织和光的混合驱动的生物机器人。

这项新计划结合了过去十年的综合心肌细胞技术,以及光推进系统,这是一种能够自主行走和游泳的新型生物机器人。伊利诺伊大学机械科学与工程系教授塔赫赛夫(Tahersaif)说:

它的第一位‘游泳者’成功地证明了模仿精子细胞的生物机器人实际上可以移动。相比之下,第一代单尾机器人能够使用心脏组织单独跳动,但无法感知环境或对环境做出反应。

后来,他们继续致力于开发一种双尾生物机器人。该机器人由层状骨骼肌组织作为软支架,以及利用神经元诱导小鼠干细胞的光诱导反应。

当受到光线照射时,神经元会发出信号,让肌肉充当驱动器的齿轮,推动生物机器人前进。最大的一点是,它是完全可生物降解的。不需要外部电池,就可以实现扩张和收缩。

塔赫尔教授和团队成员合影(图自:universityofillinois)

相比之下,较老的生物机器人使用电子信号触发这一过程。研究人员通过神经元制造智能机器人是一个长期目标。在论文中,研究小组写道:

我们已经实现了一个具有里程碑意义的生物混合神经肌肉驱动机器人,为该平台的未来发展铺平了道路。作为一个模型,它可以帮助你更深入地理解运动控制,或者对机器人、生物工程和健康产生广泛的影响。

这项研究的细节已经发表在最近出版的美国国家科学院院刊(pnas)上。最初的标题是:

neuromuscularactuationofbiohybridmotilebots

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