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作者:陶朵朵 来源: 发布时间:2016/8/30 8:01:39
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生物机器人颠覆机器人定义

 

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机器人,顾名思义,是可以执行任务的机器装置。然而,随着其承担的实验室之外的角色越来越多,传统机器人的刚性系统与其周遭的人类和环境互不兼容,安全隐患也越来越大。

对此,app家们期望通过增添生物元素解决该问题,比如在传统制动器中增加气动人工肌肉或弹簧来增加缓冲力度。然而,国外新兴起的一股将机器人技术与(生物)组织工程学相结合的科研潮流,则提出了另一种解决方案,即研发由活体肌肉组织或细胞驱动的机器人,学名“生物合成机器人”。

这种机器人的制动器为活体细胞,细胞在受到光或电刺激后,发生收缩带动躯体弯曲,以完成相关动作或移动。它可像动物那样柔软地四处行动,与传统机器人相比,它对人和环境来说十分安全。因此,比其他高功率重量比的制动器更安全。此外,生物合成机器人的燃料来源仅是周围介质中的养分。

近日,美国哈佛大学生物工程和应用app部门推出了全球首个生物合成机器人——“机器鳐鱼”。该团队通过对鳐鱼的生理机能进行逆向工程,创造出了长16毫米、重10克的微型机器人,看上去就像是一个透明硬币和一个尾巴的组合。

该团队首先使用一层透明的弹性聚合物作为主干部分,将大鼠心脏细胞以蛇形图案均匀分布在表面,再对细胞进行基因编码,使其对特定的蓝色闪光产生反应;用黄金制成支撑骨架,因为黄金对附着其上的细胞无抑制作用。

为供养“机器鳐鱼”中的活体细胞,研究人员把它放进充满糖的生理盐水中,并以蓝色的光脉冲对其电击。

为更好地控制细胞力量,科研人员使用了细胞图案化技术(微图形化技术),即在细胞依附的骨架上标出或印上微尺度线条。细胞沿线条整齐排列,这些线能随着细胞的成长指导它们。

此外,研究人员还可以通过改变光的频率来控制机器鳐鱼的移动方向,因“鱼身”两侧的细胞所响应的光的频率各不相同,如果以某一特定频率的光照射“鱼身”,那么只有一侧的细胞会产生收缩,以此完成转向动作,避开障碍物。

虽然生物合成机器人领域的起步令人十分兴奋,但距其能走出实验室还有很多的工作要做。(陶朵朵整理)

《明升中国app报》 (2016-08-30 第6版 前沿)
 
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