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日本科学家打造出生物混合机器人

科普小知识2022-10-28 21:20:01
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科学家们通过一项令人震惊的实验在实验室里开发了组织和肌肉,这意味着在未来的人形机器人设计中,钢板和塑料可能会被淘汰。日本东京大学工业科学研究所的科学家声称,在一项令人惊奇的新研究中,他们成功地将肌肉和机器人结合在一起。

日本科学家打造出生物混合机器人

研究人员已经开发出一种所谓的生物混合机器人,其中一层肌肉组织包裹在机器人的骨骼周围,肌肉组织可以存活并正常工作长达一周。这项研究的主要作者森本裕亚说:“这项研究和开发成果为生物工程师有朝一日在实验室培育成熟的肢体打开了一扇新的大门。”

他说:“我们的发现表明,这些机器人可以凭借肌肉的反应特性来模拟人类手指的运动。如果我们用一台机器结合更多的肌肉,我们应该能够复制手、手臂和身体其他部位复杂的肌肉互动。”

实验中使用的组织来自实验室培养,而不是生物提取。这些实验室开发的组织随后与一个混合生物机器人结合,形成了一个与人类手指有些相似的结构。机架包括旋转关节和肌肉附着的转折点。电极传递的微小振动脉冲使肌肉收缩和放松,就像真正的人体肌肉一样。

该研究的合著者竹内正二解释道:“在我们开发出肌肉后,我们已经成功地用它们对机器人进行反作用力操作,也就是说,一个肌肉收缩,另一个肌肉放松,就像一个真实的人体一样。事实上,他们利用彼此之间的反作用力来防止先前研究的收缩和崩溃。”

在实验中,科学家们成功地用机器人手指捡起并放下了一枚戒指。此外,两个机器人手指通过合作成功拾取了一个3D打印的正方形框架。然而,科学家在他们的研究中强调,在机器人的灵活性和寿命方面仍有很大的改进空间。

研究人员发现,用电极刺激肌肉最终会因电解而导致肌肉退化。然而,科学家推断,这一限制可以在未来更复杂的半机器人研究中被克服。研究人员说:“我们相信将来会制造出一个结构更复杂的混合生物机器人。”