3D打印肌肉驅動生物機器人可以根據(jù)命令移動

南極熊3D打印網(wǎng)報道
    基于細胞的軟機械設備可以幫助我們設計可以對復雜的環(huán)境信號感應和反應的機械和系統(tǒng)。
    伊利諾伊大學厄本那香檳分校的工程師在周三的時候演示了一節(jié)課堂，關于3D打印、由肌肉細胞驅動、電脈沖控制的行走“生物機器人”。

    這個由Rashid Bashir、Abel Bliss教授、伊利諾伊大學生物工程主管領導的工作小組，已然成為生物機器人的設計和建造的先行者。在2012年，他們開發(fā)了一個由心臟細胞驅動的行走生物機器人。但是由于心臟細胞不斷地收縮，研究者們難以控制，以及難以設計出一個可以開關或是加減速的生物機器人。

Rashid Bashir

    新的生物機器人是由條狀的肌肉細胞群驅動，可以通過電脈沖激活。這種機器人是設計來模擬在身體中復雜的肌肉腱骨。
    “骨骼肌細胞非常具有吸引力，因為你可以使用外部信號控制他們的移動。”Bashir說，“例如，在你要設計出可以在感應化學信號或是接受某種特定信號的時候開始運作的設備，你就會選擇使用骨骼肌。對于我們來說，這是設計工具箱的一部分。我們想要有不同的選項，可以讓工程師設計這些東西的時候使用的選項�！�

    生物機器人的外部結構是用水凝膠使用了立體光刻3D打印制作出來的，既有足夠的結構強度，也具有可以像關節(jié)一樣彎曲的靈活性。3D打印擁有“較短的制作時間、可縮放的潛能，還有空間性的控制”，研究者在一份發(fā)表的論文中這樣敘述。兩個標桿用于固定條狀肌肉在骨架上，就像是連接肌肉和骨骼的肌腱，但是標桿還作為了生物機器人的腳。
    電場的頻率用于確定生物機器人的速度，高頻率可以使肌肉更快地收縮，因此加快生物機器人的進程。
    據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，下一步，研究者們將會研究如何對生物機器人的移動獲得更好的控制，例如整合神經(jīng)元，因而可以用光或是化學梯度控制生物機器人的移動方向。在工程方面，他們希望可以設計出水凝膠骨架，讓生物機器人可以基于不同的信號向不同方向移動。
    由于3D打印，工程師們得以快速地探索不同的外形和設計。Bashir和他的同事們還計劃整合一臺3D打印機到本科生實驗課程中，讓學生們也可以設計不同類型的生物機器人。
    研究者希望這種系統(tǒng)有一天可以最終進化為一代生物機器，可以協(xié)助藥物運送、外科手術機器人、“智能”植入等等。
    “用這些基于細胞的結構做正向工程的想法讓人非常激動�！盉ashir說，“我們的目標是是讓這些設備能作為自主傳感器使用。例如，我們希望它可以感應特定的化學物質然后定向移動，再釋放藥劑中和毒素。如何控制刺激將是幫助我們向這個目標前進很重要的一步�！�

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