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真假難辨?日本科學家研發生物混合機器人 利用電極實現肌肉關節靈活運動

科學家們正專注於讓機器人變得更為人性化和靈活生動,生物混合機器人也正逐漸在實驗室中悄然成形。

東京實驗室的研究人員已經將金屬機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器人關節上維護生命組織的方法,為那些研究假肢和電子人的未來提供了希望。

真假難辨?日本科學家研發生物混合機器人 利用電極實現肌肉關節靈活運動

(圖源:jqknews)

在《科學機器人學》(Science Robotics)期刊中,這一生物混合研究主要是將活細胞構建成功能完好的骨骼肌肉組織。為此,日本研究人員構建了一個裝有電極的金屬和塑料機器人骨架。

然後將裝有肌肉前體細胞的水凝膠片材連線到機器人骨架錨固關節上,使其通過電極的力量實現彎曲並移動——由電極傳遞的小脈衝振動使肌肉像真正的人體肌肉一樣收縮和放鬆。

真假難辨?日本科學家研發生物混合機器人 利用電極實現肌肉關節靈活運動

據該大學介紹,被測試的肌肉-機器人混合模型與人類的手指相似,在實驗中成功撿起並移動了一枚戒指。最終這一模型大約保持了一週。

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“一旦我們建立了肌肉,我們會讓肌肉和機器人金屬關節一個收縮,另一個擴充套件,就像身體一樣,”該研究的作者之一Shoji Takeuchi說。 “他們彼此施加壓力,不會像以前的研究中一樣萎縮和惡化。”

實驗中使用的組織來自實驗室培養,而不是從生物體中提取。然後將這些實驗室繁殖的組織與生物混合機器人組合以形成類似於人手指的結構。

主要作者Yuya Morimoto預測,未來的發展可能會產生肌肉機械混合手、手臂甚至腿。這樣一來,人形機器人設計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合到一個單一的裝置中,我們應該能夠複製出允許手、手臂和身體其他部位形成的複雜的肌肉相互作用。”他說。

然而,在這項研究中,科學家們表示,機器人的靈活性和使用壽命仍有很大的提升空間。研究人員發現,用電極刺激肌肉最終會導致肌肉因電解而變性。但是科學家總結說,這種限制可以在未來更複雜的半機器人研究中克服。研究人員說,我們相信在未來,我們將建立一個結構更複雜的生物混合型機器人。

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