生物混合机器人用实验室培养的肌肉做尖锐的旋转

　　

　　

　　与机器人相比，人的身体是灵活的，能够精细的运动，并能有效地将能量转化为运动。日本的研究人员从人类步态中获得灵感，将肌肉组织和人造材料结合在一起，制作了一款两腿生物混合机器人。该方法发表在1月26日的《物质》杂志上，该方法允许机器人行走和旋转。

　　该研究小组的两足机器人是一种创新的两足设计，建立在利用肌肉的生物混合机器人的传统之上。肌肉组织驱动生物混合机器人向前爬行和游泳，并转弯——但不是急转弯。然而，能够旋转和急转弯是机器人避开障碍物的基本特征。

　　为了制造一个动作精细、灵活的机器人，研究人员设计了一种模仿人类步态并在水中操作的生物混合机器人。机器人的顶部有一个泡沫浮标和加重的腿，以帮助它在水下站直。机器人的骨架主要由硅橡胶制成，可以弯曲和弯曲以适应肌肉运动。然后，研究人员将实验室培养的骨骼肌组织条连接到硅橡胶和每条腿上。

　　当研究人员用电刺激肌肉组织时，肌肉收缩，抬起了腿。当电流消散时，腿的脚后跟向前着地。通过每5秒在左腿和右腿之间交替进行电刺激，生物混合机器人成功地以5.4毫米/分钟(0.002英里/小时)的速度“行走”。为了转弯，研究人员每5秒反复电击右腿，而左腿充当锚。机器人在62秒内完成了90度左转。研究结果表明，这种肌肉驱动的两足机器人可以行走、停止，并做出微调的转弯动作。

　　Takeuchi说:“目前，我们正在手动移动一对电极，分别对腿施加电场，这需要时间。”“在未来，通过将电极集成到机器人中，我们希望能更有效地提高速度。”

　　该团队还计划为双足机器人提供关节和更厚的肌肉组织，以实现更复杂、更有力的运动。但Takeuchi说，在给机器人升级更多的生物部件之前，该团队必须整合一个营养供应系统，以维持活组织和设备结构，使机器人能够在空中操作。

　　Takeuchi说:“在我们的常规实验室会议上，当我们看到机器人在视频中成功行走时，爆发了一阵欢呼。”“虽然它们看起来像是一小步，但实际上，它们是生物混合机器人的巨大飞跃。”

　　这项工作得到了JST- mirai计划、JST颠覆性科学技术融合研究和日本科学促进会的支持。