中科院沈阳自动化所类生命机器人研究获重要进展

仿生机器人是近十年来机器人领域新的前沿研究方向。其核心是将体外生命单元与分子、细胞和组织尺度上的传统机电结构相结合，形成一种基于生命功能机制的新型机器人系统，使机器人兼具生命系统和传统机电系统的优点。最近，中国科学院沈阳自动化研究所的研究人员在仿生机器人的研究方面取得了重要进展。相关结果以重点论文的形式发表在《生物物理学杂志》上。

近年来，国际上对生命机器人的研究取得了显著的成果，但仍集中在基于细胞和组织的生物驱动的实现上，控制主要是基于简单的光和电的速度和方向控制。由于缺乏细胞生物学驱动模型的理论研究，仿生机器人面临着运动控制和动态匹配等关键问题和技术挑战。

研究者提出了一种基于肌细胞亚细胞结构的细胞力学模型来描述肌细胞跳动的动力学行为。他们用机械和电子元件如弹簧、可变阻尼和马达模拟心肌细胞的亚细胞结构，从而获得单个心肌细胞的机械动力学模型。在实验验证中，利用扫描离子电导显微镜获得细胞跳跃曲线，然后根据测得的细胞动力学曲线识别细胞理论力学动力学模型系统的参数，从而获得单个活细胞亚细胞结构的多维物理和机电特性。