【日本科學(xué)家研發(fā)生物混合機(jī)器人，為假肢和電子人的未來提供了希望】科學(xué)家們正專注于讓機(jī)器人變得更為人性化和靈活生動(dòng)，生物混合機(jī)器人也正逐漸在實(shí)驗(yàn)室中悄然成形。
東京實(shí)驗(yàn)室的研究人員已經(jīng)將金屬機(jī)器人初步與靈活肌肉組裝融合在一起。他們展示了一種在機(jī)器人關(guān)節(jié)上維護(hù)生命組織的方法，為那些研究假肢和電子人的未來提供了希望。
在《科學(xué)機(jī)器人學(xué)》(ScienceRobotics)期刊中，這一生物混合研究主要是將活細(xì)胞構(gòu)建成功能完好的骨骼肌肉組織。為此，日本研究人員構(gòu)建了一個(gè)裝有電極的金屬和塑料機(jī)器人骨架。
然后將裝有肌肉前體細(xì)胞的水凝膠片材連接到機(jī)器人骨架錨固關(guān)節(jié)上，使其通過電極的力量實(shí)現(xiàn)彎曲并移動(dòng)——由電極傳遞的小脈沖振動(dòng)使肌肉像真正的人體肌肉一樣收縮和放松。
據(jù)該大學(xué)介紹，被測試的肌肉-機(jī)器人混合模型與人類的手指相似，在實(shí)驗(yàn)中成功撿起并移動(dòng)了一枚戒指。最終這一模型大約保持了一周。
“一旦我們建立了肌肉，我們會(huì)讓肌肉和機(jī)器人金屬關(guān)節(jié)一個(gè)收縮，另一個(gè)擴(kuò)展，就像身體一樣，”該研究的作者之一ShojiTakeuchi說?！八麄儽舜耸┘訅毫Γ粫?huì)像以前的研究中一樣萎縮和惡化。”
實(shí)驗(yàn)中使用的組織來自實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，而不是從生物體中提取。然后將這些實(shí)驗(yàn)室繁殖的組織與生物混合機(jī)器人組合以形成類似于人手指的結(jié)構(gòu)。
主要作者YuyaMorimoto預(yù)測，未來的發(fā)展可能會(huì)產(chǎn)生肌肉機(jī)械混合手、手臂甚至腿。這樣一來，人形機(jī)器人設(shè)計(jì)或許將取消鋼板和塑料。
“如果我們可以將更多的這些肌肉結(jié)合到一個(gè)單一的設(shè)備中，我們應(yīng)該能夠復(fù)制出允許手、手臂和身體其他部位形成的復(fù)雜的肌肉相互作用?！彼f。
然而，在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們表示，機(jī)器人的靈活性和使用壽命仍有很大的提升空間。研究人員發(fā)現(xiàn)，用電極刺激肌肉最終會(huì)導(dǎo)致肌肉因電解而變性。但是科學(xué)家總結(jié)說，這種限制可以在未來更復(fù)雜的半機(jī)器人研究中克服。研究人員說，我們相信在未來，我們將創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的生物混合型機(jī)器人。
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