可以安全地在人體等生物環(huán)境中導(dǎo)航的微型、柔軟機(jī)器人，或許會(huì)給醫(yī)療行業(yè)帶來一場(chǎng)翻天覆地的變革。但前提是，它們要能夠在這種獨(dú)特的環(huán)境中移動(dòng)，這顯然不是一件輕松的事情。好消息是，來自伊利諾伊大學(xué)的一支科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，剛剛描述了他們的最新研究成果—— 一種純粹由運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、肌肉組織和光線混合推動(dòng)的生物機(jī)器人。

新型雙尾生物機(jī)器人想象圖(圖自：Michael Vincent /New Atlas)

新方案結(jié)合了最近十年來的集成心肌細(xì)胞技術(shù)、以及光致推進(jìn)系統(tǒng)，這種新型生物機(jī)器人能夠自行走動(dòng)和游泳。伊利諾伊大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)系教授 Taher Saif 表示：“其首個(gè)‘游泳健將’成功地證明了以精子細(xì)胞為模型的生物機(jī)器人可以切實(shí)地運(yùn)動(dòng)。作為對(duì)比，第一代單尾機(jī)器人能夠利用心臟組織獨(dú)自跳動(dòng)，但無法感知環(huán)境或作出任何響應(yīng)?！?/p>

后來他們繼續(xù)努力，開發(fā)出了一種雙尾生物機(jī)器人。它由分層的骨骼肌肉組織作為軟支架，以及來自小鼠干細(xì)胞的光致響應(yīng)運(yùn)用神經(jīng)元組成。

當(dāng)暴露在光線下時(shí)，神經(jīng)元會(huì)發(fā)射信號(hào)，讓肌肉作為致動(dòng)器的齒輪，以推動(dòng)生物機(jī)器人的前進(jìn)。這么做最大的意義，就是它是完全可生物降解的。無需外接電池，即可擴(kuò)張和收縮。

Taher Said 教授與團(tuán)隊(duì)成員合影(圖自：University of Illinois)

相比之下，舊版生物機(jī)器人使用電子信號(hào)來觸發(fā)這個(gè)過程。而想要通過神經(jīng)元來打造“智能機(jī)器人”，則是研究人員的一個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)。研究團(tuán)隊(duì)在論文中寫到：“我們實(shí)現(xiàn)了里程碑式的生物混合神經(jīng)肌肉驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，為該平臺(tái)的未來發(fā)展鋪平了道路。作為一個(gè)模型，其能夠幫助大家更深入地了解電機(jī)控制，或?qū)C(jī)器人、生物工程和健康領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的影響?！?/p>

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在了近日出版的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。原標(biāo)題為：《Neuromuscular actuation of biohybrid motile bots》