物理科技生物学-PHYICA

具有自刺激骨骼的生物混合软体机器人超过其他清野ふみ江生物机器人

技术工程 2021-10-29 21:54:20

Next generation of swimming biobots can self-train, showing striking speed and strengthIBEC研发的游泳生物机器人的侧视图,由充满肌肉细胞的水凝胶和弹簧状骨架组成。这些生物机器人可以自我训练,表现出惊人的速度和力量。功劳:IBEC在巴塞罗纳科技学院工作的一组研究人员开发了一种基于骨骼肌的生物混合软体机器人,它可以比其他基于骨骼肌的生物机器人游得更快。在他们发表在《科学机器人》杂志上的论文中,该小组描述了他们的软机器人的制造和测试。随着科学家们不断提高软体机器人的能力,他们已经转向了动物组织等天然材料。迄今为止,这一领域的大多数努力都涉及到骨骼肌或心肌的使用——每种肌肉都有其优缺点。例如,基于骨骼肌的生物机器人缺乏机动性和力量。在这项新的努力中,西班牙的研究人员开发了一种基于肌肉骨骼的软机器人的新设计,该设计克服了这两个问题,因此能够比同类其他机器人游得更快。

为了制作他们的生物机器人,研究人员使用模拟为一种形状像鳗鱼的游泳生物创建了一个基于弹簧的脊柱。模拟使研究人员能够优化它的形状。然后,他们3D打印了骨骼(由一种叫做PDMS的聚合物制成),并将其用作生长骨骼肌的支架。完成的机器人大约有260微米长——它的形状只允许向一个方向推进。生物机器人在受到电刺激时会移动;电荷刺激肌肉收缩,从而压缩内部的骨骼弹簧。当刺激被移除时,弹簧中的能量被释放,推动生物机器人前进。

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