ETH Zurich生物混合机器人刷新步行速度纪录,每秒0.4个体长
摘要
苏黎世联邦理工学院10月22日发布成果,用小鼠骨骼肌细胞与水凝胶支架造出约1.5厘米长的生物混合微型机器人,可跳跃、游泳、爬行与抓取;行走速度达每秒6.2毫米(约0.4个体长),为迄今步行型生物混合机器人最高纪录,但离实际应用仍远。
苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)10月22日公布了一项生物混合机器人研究:团队将小鼠骨骼肌细胞与水凝胶支架结合,制成约1.5厘米长的“生物驱动器”。在电脉冲刺激下,该结构能产生肉眼可见的屈曲运动,并带动微型机器人完成跳跃、游泳、爬行和抓取等动作。
此前实验室培养的肌肉虽可收缩,但幅度通常小到需要显微镜才能观察,难以真正驱动机器人。此次突破的关键在于重新设计肌肉与支架的相互作用:算法同步优化肌肉组织的分布、体积以及水凝胶支架的形状与力学特性,使肌肉收缩尽可能高效地转化为整体形变。制造环节采用名为Xolography的光固化3D打印技术,通过光照固化水凝胶,单个支架打印时间约为一分钟。
性能数据方面,在肌肉量相近的条件下,新驱动器的运动幅度最高可达此前系统的11倍;一次收缩即可让装置从培养皿底部弹起约5毫米,相当于其体长的三分之一。行走版本的速度达到每秒6.2毫米,约合每秒0.4个体长,研究称这是迄今报道的步行型生物混合机器人最高速度。
不过,这类机器人距离现实应用仍很遥远。其肌肉组织必须浸泡在营养液中才能存活,脱离实验室环境无法工作;若要扩大体积,还可能需要类似“人工血液循环”的系统支持。
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信息来源:IT之家 IT之家原文 ↗