有的時候,科技會(hui) 變得非常可怕。我們(men) 早就在科幻電影中熟悉了那些冷酷無情的生物機器人,有的時候它們(men) 還試圖毀滅人類。所以並不奇怪,在現實世界裏,當我們(men) 談起生物機器人時有人會(hui) 感到不寒而栗。
但是,還是有人為(wei) 此感到興(xing) 奮。美國利諾伊大學的研究人員和工程師們(men) 就屬於(yu) 此類,他們(men) 的研究工作正在使具有生物屬性、可行走的機器人一步步接近現實,他們(men) 稱之為(wei) “生物機器人(bio-bots)”。
該研究小組正在使用3D打印,更具體(ti) 些是立體(ti) 光刻(SL)技術,用水凝膠打印出模擬骨骼。3D打印的水凝膠形成生物機器人的骨幹,它具有足夠的靈活性,使用兩(liang) 個(ge) 關(guan) 節就能行走。

為(wei) 了創造這些“生物機器人”,開發團隊的工程師們(men) 將活的肌細胞固定在這些3D打印的水凝膠上,固定的位置是兩(liang) 個(ge) 經過特別設計的點。這些東(dong) 西有點像筋,它們(men) 將肌肉與(yu) 骨骼連接起來。
“生物機器人的結構是使用光固化(SLA)技術打印出來的合成水凝膠組成的,它的製造時間很短,具有潛在的可擴展性。”研究團隊在報告中解釋道。
這已經不是研究團隊第一次利用3D打印來創建類似的生物機器人了。據了解,以前他們(men) 就利用活的心髒細胞的肌肉收縮開發出可以行走的生物機器人。但是,心髒細胞不停地收縮,科學家們(men) 沒有辦法控製他們(men) 。在這個(ge) 最新的項目中,研究人員改為(wei) 使用骨骼肌細胞,他們(men) 的收縮可以通過電脈衝(chong) 被觸發,從(cong) 而使它們(men) 更容易被控製。
“骨骼肌細胞是非常有吸引力的,因為(wei) 你可以使用外部信號調節他們(men) 。”研究負責人Rashid Bashir說,“舉(ju) 個(ge) 例子,你可以用骨骼肌設計出一種感受到某種化學品或特定信號時就啟動的裝置。 對我們(men) 來說,它就是我們(men) 設計工具箱的一部分。”
研究的下一個(ge) 步驟是神經元的執行,從(cong) 而使物機器人能夠對外界刺激,如光或化學信號產(chan) 生反應。3D打印技術的應用使得工程師們(men) 可以自由創建各種不同形狀和大小的生物機器人骨骼。而且還能設定不同程度的孔隙率,這就為(wei) 未來的技術升級提供了基礎。
該研究團隊最終的目的是製造出一種手術機器人,可以“智能”植入,並遞送輔助藥物。Bashir說。“我們(men) 的目標是使其成為(wei) 自主傳(chuan) 感器。例如,我們(men) 希望它能感應特定的化學物質並走向它,然後釋放藥劑以中和毒素。如今能夠控製其行動已經朝著這一目標前進了一大步。”
如果沒有3D打印的,這些生物機器人也許就沒法創建。3D打印技術使研究人員能夠在幾個(ge) 小時內(nei) 根據新的設計思路創建不同的尺寸、靈活性、孔隙度和硬度的骨骼。這就使得大量、反複的實驗成為(wei) 可能。
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