美国推出全国首个生物机器人

2026年03月18日 阅读量:31

元素百科介绍美国在中国推出的第一个生物机器人。顾名思义,机器人是一种可以执行任务的机器设备。然而,随着实验室以外的角色越来越多,传统机器人的刚性系统与周围的人类和环境不兼容,安全风险也越来越大。

生物合成机器人的诞生

在这方面,科学家们希望通过添加生物元素来解决这个问题,比如在传统制动器中添加气动人工肌肉或弹簧来增加缓冲力。然而,国外新兴的机器人技术与(生物)组织工程相结合的科学研究趋势提出了另一种解决方案,即开发由活体肌肉组织或细胞驱动的机器人,学名为“生物合成机器人”。

该机器人的制动器是活体细胞,在光或电刺激后收缩并驱动身体弯曲,以完成相关的动作或运动。它可以像动物一样柔软地移动,与传统的机器人相比,它对人和环境都非常安全。因此,它比其他高功率重量的制动器更安全。此外,生物合成机器人的燃料来源只是周围介质中的营养物质。

生物合成机器人的生产原理

哈佛大学生物工程与应用科学系最近推出了世界上第一个生物合成机器人——“机器光”。该团队创造了一个长16毫米、重10克的微型机器人,看起来像透明硬币和尾巴的组合。

该团队首先使用一层透明的弹性聚合物作为主要部分,用蛇形图案均匀分布大鼠心脏细胞,然后编码细胞,以响应特定的蓝色闪光;由于黄金对附着在上面的细胞没有抑制作用,用黄金制成支撑骨架。

研究人员将其放入充满糖的生理盐水中,用蓝光脉冲对其进行电击,以供养“机器光”中的活体细胞。

为了更好地控制细胞的力量,研究人员使用细胞图案技术(微图形技术),即在细胞附着的骨架上标记或印刷微尺度线。细胞沿线排列整齐,可以随着细胞的生长而引导。

此外,研究人员还可以通过改变光的频率来控制机器光的运动方向,因为“鱼体”两侧的细胞反应光的频率不同,如果“鱼体”的特定频率,那么只有一侧的细胞会收缩,以完成转向运动,避免障碍物。

虽然生物合成机器人领域的起步非常令人兴奋,但离实验室还有很多工作要做。

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