什么是生物机器人?它能干什么-
当提及机器人时,人们的脑海中往往会浮现出发光的金属四肢和充满机械质感的行走声与说话声。这些传统意义上坚硬如铁的机器人,在工厂中工作时,一旦发生碰撞,很容易对工人造成伤害。科学家们正在致力于改变这一现状。
他们正在研究如何将机器人的坚硬外壳变得柔软如动物,使其更加安全地与人类共存。这一愿景的实现,可以通过将传统的促动装置与气动人工肌肉或弹簧相结合来达到。例如,Whegs系列机器人就采用了弹簧连接发动机和轮腿的设计。当它们遇到障碍物(如人类)时,弹簧会吸收撞击能量,从而保护人们免受伤害。同样,扫地机器人的保险杆也采用了弹簧支承,使其在工作时能够灵活应对家具等障碍物,避免造成损坏。
更有一些研究者独具匠心,他们将机器人学与组织工程学相结合,开发出由活体肌肉组织或细胞驱动的机器人。这些机器人在电流或闪光刺激下,细胞会收缩,从而使机器人的躯干弯曲,实现在水中游动或在陆地上爬行。它们具有自由行动的能力,并且像动物一样柔软。与传统机器人相比,它们对周围的人类和环境更加友好,也更加安全。它们不再依赖电池,而是通过摄取养分来为肌肉细胞提供能量,从而减轻了自重。
制造这些生物机器人需要高精度的技术。研究人员使用钛合金模具来制造组织工程化的生物机器人。他们会在无毒的骨架上培养活体细胞(通常是大鼠和鸡的心脏或骨骼肌细胞)。为了合理利用细胞的能量,研究人员采用了先进的细胞微图形化技术。通过在细胞易于附着的骨架基质上贴上或打印细微的导线,来引导细胞分裂生长,使其按照特定的排列模式聚合在一起。这样,细胞就能按照研究人员的意图对骨架施加牵引力,从而驱动机器人的“四肢”和“鳍”运动。
最终,科学家们成功研发出了组织工程化的光控软体机器鳐鱼。这些机器鳐鱼不仅具有生物机器人的所有优点,而且它们的柔软性和灵活性使它们在执行任务时更加高效和灵活。随着科技的不断发展,我们可以期待更多这样的生物机器人在未来出现,它们将为我们的生活带来更多的便利和安全。