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科学家借助3D打印研发出可光控的生物机器人_leyu乐鱼娱乐
本文摘要:日前,来自伊利诺伊大学香槟分校(UniversityofIllinoisatUrbana-Champaign)的科学家们研发出有了一种由活肌肉细胞和3D打印机框架构成的微型生物机器人(bio-bots),这种生物机器人的类似之处在于它需要看见(或者说感应器到光)并需要朝着光闪亮的地方运动。

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日前,来自伊利诺伊大学香槟分校(UniversityofIllinoisatUrbana-Champaign)的科学家们研发出有了一种由活肌肉细胞和3D打印机框架构成的微型生物机器人(bio-bots),这种生物机器人的类似之处在于它需要看见(或者说感应器到光)并需要朝着光闪亮的地方运动。  按照科学家们的话说道,就是当对光性刺激作出反应产生最少0.56千帕力量的光控环形肌肉执行器被划入到一个3D打印机的生物机器骨骼的框架中的时候,它可以驱动后者方向性运动和转动改向,这为未来研发能动态对环境信号作出号召的动态生物机器获取了一个样板。

  这项研究由伊利诺伊大学生物工程的负责人RashidBashir领导,该研究结果早已公开发表在了近期出版发行的《ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences》上。  光是以一种非侵入性的方式来掌控这些机器的。

Bashir说道:这给了我们的设计和机器人的运动带给了灵活性。我们所要已完成低于目标是生物系统的相反设计,我们指出光掌控是构建这一目标的最重要一步。  在此之前,Bashir的团队早已证明了可以通过电场来转录生物机器人,但是Bashir说道电会对生物环境导致不当的副作用,而且无法通过对肌肉的有所不同区域展开选择性性刺激来掌控机器人。

而这种新的光性刺激技术导致的损害更加小,而且研究人员可以掌控生物机器人向有所不同的方向运动。这种生物机器人不会上前朝向光性刺激的方向回头,Bashir说道。  研究人员首先在小鼠肌肉细胞系的基础上生长出有肌肉的环,这种肌肉细胞被重新加入了一种基因,造成一定波长的蓝色光需要性刺激肌肉膨胀,这是一种被称作光遗传学的技术。这种肌肉环被绕在了3D打印机而出的柔性框架上,这些架子的长度从7毫米到2厘米平均。

 这些骨骼肌环被我们的工程师们制作出了环形或者类似于橡皮筋的形状,因为我们期望它们是模块化的。该论文的第一作者、研究生RituRaman说道。

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这意味著我们可以把它们作为建构模块,并融合3D打印机骨架制作成可用作各种应用于的生物机器人。  此外除了模块化设计之外,薄薄的肌肉的环也使得光线和养分很更容易蔓延到的组织的各个方面。这与早期生物机器人的设计是忽略的,那个时候往往不会用于薄条状的肌肉组织来环绕着骨骼生长。  研究人员们尝试了各种尺寸和形状骨架来寻找最适宜运动的配备。

此外,他们还每天磨练肌肉的环,即用于闪光灯来启动时肌肉,使它们更加强健,这样它们的每次膨胀不会使机器人移动得很远。  这是一个非常灵活的设计。Bashir说道:用于这些(肌肉)的环,我们可以相连3D打印机骨架上的任何两个关节或者铰链。我们可以有多个腿和多个的环。

用于光,我们可以掌控它们移动的方向。人们现在可以用它打造出更为高阶的机器人系统。

  微型生物机器人有一个肌肉的环环绕着一个坚硬的3D打印机骨架  据天工社理解,这项研究实质上是构建细胞系统的应急不道德(EBICS,EmergentBehaviorsofIntegratedCellularSystems)项目的一部分,该项目由美国国家科学基金(NSF)资助。在2015年秋季,EBICS项目就拒绝接受了NSF总额高达2500万美元,为其5年的研究资助,使得Bashir和他的同事们可以之后研发生物机器人技术在临床、医学、遥测等领域的各种应用于。


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