伊利诺斯大学研究人员研制出微型肌肉驱动生物机器人
发布日期：2014-07-07 浏览次数 ：1043
据外媒报道，美国伊利诺斯大学研究人员研制出一种微型肌肉驱动生物机器人（bio-bots），bio-bots由肌肉细胞推动、电脉冲控制，研究人员能对其发号施令。
“行走生物机器人”是由条状肌肉细胞驱动，受电流脉冲控制，研究人员将这款机器人详细情况发表在近期出版的《美国科学院院刊》上。伊利诺伊大学生物工程系拉希德-巴希尔(Rashid Bashir)是研究报告负责人，他说：“由肌肉细胞驱动的生物活动性是科学家期望建造任何生物机械装置的基本要素，我们试着以某种方式将工程原理和生物学结合在一起，从而实现设计研制生物机械装置和环境医学应用的系统。”
巴什尔小组用3D打印技术造出一种柔韧的水凝胶和活细胞组成的生物机器人。以前，他们也曾用跳动的小鼠心脏细胞造出一种能自己“行走”的生物机器人，但心脏细胞不停地收缩，让他们无法控制机器人的运动。因此要用心脏细胞来设计生物机器人是很困难的，它不能随意开关、加快或减慢速度。
新设计的生物机器人受自然的肌腱骨骼启发。据物理学家组织网近日报道，他们用3D打印水凝胶制成主骨，既能支持生物结构，又能像关节一样弯曲。再把一条肌肉锚在主骨上，就像肌腱把肌肉附着在骨骼上。生物机器人的速度由电脉冲频率来控制，频率越高，肌肉收缩越快，生物机器人也就走得越快。
“骨骼肌细胞很有吸引力，你可以用外部信号来调整它的步调。”巴什尔说，“比如设计一种设备，让它能在感觉到某种化学物质或接到某个信号时开始工作，可以使用骨骼肌。我们把它作为设计工具之一，工程师在设计时，还有不同的方案。”
“这完全是自然的，我们的研究基于仿生设计原则，如肌肉骨骼系统的自组织。”论文一作者、研究生卡洛琳·茨威特科维奇说，“本成果代表了生物机器开发与控制方面的重要一步，能够刺激、训练或培养它们来工作。这种系统终可能发展成一代生物器，用于药物递送、手术机器人、‘智能’移植、移动环境分析器等。”
下一步，研究人员将加强对生物器运动的控制，像集成神经元那样，用光或化学物质控制生物器向不同方向运动。“我们的目标是把这些设备用作‘传感器’。”巴什尔说，“比如，让它能感觉到某种化学物质，朝它运动并释放中和剂。刺激控制生物器是向此目标迈进的一大步。”
关于美国伊利诺斯大学
伊利诺伊大学包括厄巴纳－香槟分校，芝加哥分校和 春田分校三个校区。香槟分校在本科生教育和研究生教育方面都于芝加哥和春田分校。同时香槟和芝加哥两个校区各自科研实力也均在全美TOP50之列，均为美国一级大学。
厄巴纳-香槟分校是全美国的大学之一，在工科方面更是。土木工程专业是全美，大量工程专业都在全美前10，更是会计学学士学位和博士学位的诞生地。她提供150多个领域的4000多门课程，每年授予 15000个学位。其图书馆初创时仅有644本书，而如今成为仅次于哈佛的美国第二大大学图书馆。
伊利诺大学香槟分校拥有20多个院所，超过150个以上各种不同领域的知识及研究供学生选读，由于在教学及研究上有着非常的领导地位，因此每年都被评选为优良的学府之一．
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