3D打印肌肉驱动生物机器人可以根据命令移动

南极熊3D打印网报道
    基于细胞的软机械设备可以帮助我们设计可以对复杂的环境信号感应和反应的机械和系统。
    伊利诺伊大学厄本那香槟分校的工程师在周三的时候演示了一节课堂，关于3D打印、由肌肉细胞驱动、电脉冲控制的行走“生物机器人”。

    这个由Rashid Bashir、Abel Bliss教授、伊利诺伊大学生物工程主管领导的工作小组，已然成为生物机器人的设计和建造的先行者。在2012年，他们开发了一个由心脏细胞驱动的行走生物机器人。但是由于心脏细胞不断地收缩，研究者们难以控制，以及难以设计出一个可以开关或是加减速的生物机器人。

Rashid Bashir

    新的生物机器人是由条状的肌肉细胞群驱动，可以通过电脉冲激活。这种机器人是设计来模拟在身体中复杂的肌肉腱骨。
    “骨骼肌细胞非常具有吸引力，因为你可以使用外部信号控制他们的移动。”Bashir说，“例如，在你要设计出可以在感应化学信号或是接受某种特定信号的时候开始运作的设备，你就会选择使用骨骼肌。对于我们来说，这是设计工具箱的一部分。我们想要有不同的选项，可以让工程师设计这些东西的时候使用的选项。”

    生物机器人的外部结构是用水凝胶使用了立体光刻3D打印制作出来的，既有足够的结构强度，也具有可以像关节一样弯曲的灵活性。3D打印拥有“较短的制作时间、可缩放的潜能，还有空间性的控制”，研究者在一份发表的论文中这样叙述。两个标杆用于固定条状肌肉在骨架上，就像是连接肌肉和骨骼的肌腱，但是标杆还作为了生物机器人的脚。
    电场的频率用于确定生物机器人的速度，高频率可以使肌肉更快地收缩，因此加快生物机器人的进程。
    据南极熊3D打印网了解，下一步，研究者们将会研究如何对生物机器人的移动获得更好的控制，例如整合神经元，因而可以用光或是化学梯度控制生物机器人的移动方向。在工程方面，他们希望可以设计出水凝胶骨架，让生物机器人可以基于不同的信号向不同方向移动。
    由于3D打印，工程师们得以快速地探索不同的外形和设计。Bashir和他的同事们还计划整合一台3D打印机到本科生实验课程中，让学生们也可以设计不同类型的生物机器人。
    研究者希望这种系统有一天可以最终进化为一代生物机器，可以协助药物运送、外科手术机器人、“智能”植入等等。
    “用这些基于细胞的结构做正向工程的想法让人非常激动。”Bashir说，“我们的目标是是让这些设备能作为自主传感器使用。例如，我们希望它可以感应特定的化学物质然后定向移动，再释放药剂中和毒素。如何控制刺激将是帮助我们向这个目标前进很重要的一步。”

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