肌肉組織驅動的兩足機器人問世
與機器人相比，人類肢體極為靈活，能做出精細動作，并能有效地將能量轉化為運動。受人類步態的啟發，日本研究人員將肌肉組織和人造材料結合在一起，制造出一款雙足生物混合機器人，可行走和旋轉。相關論文發表在26日的《物質》雜志上。
雙足生物混合機器人。
圖片來源：東京大學竹內研究室
論文通訊作者、日本東京大學教授竹內昌治表示，生物混合機器人是生物學和力學的融合，這是以生物功能為特征的機器人新領域。使用肌肉作為執行器，研究人員可建造一個緊湊的機器人，并通過柔軟的觸感實現高效、無聲的運動。
該機器人擁有創新的兩足設計，建立在此前利用肌肉的生物混合機器人的基礎上。當前，肌肉組織已可驅動生物混合機器人向前爬行、直線游泳和轉彎，但不能急轉彎。然而，能夠旋轉和急轉彎是機器人避開障礙物所需的基本特性。
為了建造一個動作更靈活、更精細的機器人，研究人員設計了一種模仿人類步態并在水中操作的生物混合機器人。該機器人有一個泡沫浮標頂部和加重的腿，能幫助它在水下直立。機器人的骨架主要由硅橡膠制成，可彎曲以適應肌肉的運動。然后，研究人員將實驗室培養的骨骼肌組織條連接到硅橡膠和兩條腿上。
當研究人員用電刺激肌肉組織時，肌肉收縮，抬起腿；當電流消失時，腳后跟向前著地。通過每5秒在左右腿之間交替進行電刺激，生物混合機器人以5.4毫米/分鐘的速度完成了行走。
為了轉彎，研究人員每隔5秒反復敲擊一次右腿，同時以左腿充當錨點。機器人在62秒內完成了90度左轉。
研究人員表示，在為機器人升級更多生物組件之前，團隊必須集成一個營養供應系統，以維持活組織和設備結構，使機器人能夠在空氣中操作。
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