科学家用神经元和光致肌肉组织打造新型生物机器人

新型双尾生物机器人想象图。图自：Michael Vincent / New Atlas

　　可以安全地在人体等生物环境中导航的微型、柔软机器人，或许会给医疗行业带来一场翻天覆地的变革。但前提是，它们要能够在这种独特的环境中移动，这显然不是一件轻松的事情。好消息是，来自伊利诺伊大学的一支科学家团队，刚刚描述了他们的最新研究成果 —— 一种纯粹由运动神经元、肌肉组织和光线混合推动的生物机器人。

　　新方案结合了最近十年来的集成心肌细胞技术、以及光致推进系统，这种新型生物机器人能够自行走动和游泳。伊利诺伊大学机械科学与工程学系教授 Taher Saif 表示：

其首个‘游泳健将’成功地证明了以精子细胞为模型的生物机器人可以切实地运动。作为对比，第一代单尾机器人能够利用心脏组织独自跳动，但无法感知环境或作出任何响应。

　　后来他们继续努力，开发出了一种双尾生物机器人。它由分层的骨骼肌肉组织作为软支架，以及来自小鼠干细胞的光致响应运用神经元组成。

　　当暴露在光线下时，神经元会发射信号，让肌肉作为致动器的齿轮，以推动生物机器人的前进。这么做最大的意义，就是它是完全可生物降解的。无需外接电池，即可扩张和收缩。

Taher Said 教授与团队成员合影（图自：University of Illinois）

　　相比之下，旧版生物机器人使用电子信号来触发这个过程。而想要通过神经元来打造“智能机器人”，则是研究人员的一个长期目标。研究团队在论文中写到：

我们实现了里程碑式的生物混合神经肌肉驱动机器人，为该平台的未来发展铺平了道路。作为一个模型，其能够帮助大家更深入地了解电机控制，或对机器人、生物工程和健康领域产生广泛的影响。

　　有关这项研究的详情，已经发表在了近日出版的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。原标题为：

　　《Neuromuscular actuation of biohybrid motile bots》