微型生物机器人能收缩肌肉。美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校工程师展现了一类行走“生物机器人”(bio-bots),由肌肉细胞推进、电脉冲节制,研究人员能对其调兵遣将。相干论文在线发表于近来的美国《国度科学院学报》上。
“无论你想制作任何品种的生物机械人,由细胞驱动的生物刺激全是一项基本要求。”卖力这项研讨的伊利诺斯大学厄本那香槟分校生物工程主管拉什德·巴什你说,“我们正在把工程道理取生物学整合在一起,设计开辟生物机械人和适用于环境、医疗方面的体系。生物学很是强盛,假如我们能进修操纵其上风,将带来很多好东西。”
巴什你小组用3D打印技能造出一种柔韧的水凝胶和活细胞构成的生物机器人。之前,他们还曾用跳动的小鼠心脏细胞造出一种能本人“行走”的生物机器人,但心脏细胞不停地收缩,让他们无法控制机器人的活动。因而要用心脏细胞来设计生物机器人是很坚苦的,它不可以随意开关、加速或减慢速度。
设计的生物机器人受自然的肌腱骨骼启示。据物理学家组织网克日报导,他们用3D打印水凝胶制成主骨,既能支撑生物构造,又能像枢纽一样蜿蜒。再把一条肌肉锚正在主骨上,就像肌腱把肌肉附着正在骨骼上。生物机器人的速度由电脉冲频次来掌握,频次越高,肌肉收缩越快,生物机器人也就走得越快。
“骨骼肌细胞很有吸引力,您能够用外部旌旗灯号来调解它的步伐。”巴什你说,“比方设计一种设备,让它能正在感觉到某种化学物质或收到某个旌旗灯号时起头事情,能够利用骨骼肌。我们把它作为设计东西之一,工程师正在设计时,也有分歧的计划。”
“这完全是自然的,我们的研讨基于仿生设计标准,如肌肉骨骼体系的自组织。”论文第一作者、研讨生卡洛琳·茨威刻科维奇说,“本结果代表了生物机械开辟取掌握方面的主要一步,可以刺激、锻炼或造就它们来事情。这类体系终究大概进步成一代生物器,适用于药物递送、手术机械人、‘智能’移植、挪动环境分析器等。”