新型双尾生物机器人的设想图展示了未来科技与生物学的融合。这种创新设计结合了近十年来的心肌细胞集成技术和光敏推进系统,使得生物机器人能够自主行走和游泳。
伊利诺伊大学机械科学与工程学系教授Taher Saif指出,首个“游泳健将”生物机器人证明了模仿精子细胞的设计可以实现实际运动。相比之下,第一代单尾机器人只能依靠心脏组织单独跳动,但无法对外界环境做出反应。
研究团队随后开发出了具备双尾结构的生物机器人。这种机器人由分层的骨骼肌肉组织构成,作为软支撑,并且包含了源自小鼠干细胞的光敏神经元。当受到光照时,这些神经元会发出信号,促使肌肉组织作为致动器来推动生物机器人的移动。这种方式的最大优势在于,整个系统可以完全生物降解,无需依赖外部电源即可实现伸缩运动。
与旧版本的生物机器人不同,后者采用电子信号来激活这一过程。研究者们一直希望利用神经元来制造“智能机器人”。研究团队在论文中提到,他们已经实现了里程碑式的生物混合神经肌肉驱动机器人,为这一领域的未来发展奠定了基础。这样的机器人模型不仅有助于深入理解电机控制机制,还可能对机器人技术、生物工程和医疗健康等多个领域产生深远影响。
该研究成果已发表在近期的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,标题为《Neuromuscular actuation of biohybrid motile bots》。