改善了生物肌肉与机器人的融合

生物混合机器人技术的新领域涉及在机器人中使用活组织，而不仅仅是金属和塑料。肌肉是这种机器人的一个潜在关键组成部分，为运动和功能提供动力。然而，在努力将活体肌肉整合到这些机器中时，存在这些肌肉可以施加的力以及它们开始收缩并失去其功能之前的时间量的问题。

现在，在“ 科学机器人 ”杂志上发表的一项研究报告中，东京工业大学研究所的研究人员通过开发一种新方法克服了这些问题，这种方法从单个肌肉前体细胞发展到肌肉细胞填充片，再到功能完善的骨骼肌组织。他们将这些肌肉整合到生物混合机器人中，作为对抗体模仿体内的那些，以实现卓越的机器人运动和持续肌肉功能超过一周。

该团队首先构建了一个机器人骨架，用于安装这对运动肌肉。这包括可旋转的关节，肌肉可以附着的锚，以及提供刺激以诱导肌肉收缩的电极。对于机器人的活体肌肉部分，该团队不是提取和使用在身体中完全形成的肌肉，而是从头开始构建一个。为此，他们使用含有称为成肌细胞的肌肉前体细胞的水凝胶片，将这些片材附着在机器人骨架锚上的孔，以及用于促使肌纤维以对齐方式形成的条纹。

“一旦我们建立了肌肉，我们成功地将它们用作机器人中的拮抗对，一个收缩，另一个扩张，就像在体内一样，”研究通讯作者Shoji Takeuchi说。“他们相互施加相反的力量这一事实阻止了他们的萎缩和恶化，就像之前的研究一样。”

该团队还在不同的应用中对机器人进行了测试，包括一个拾取和放置一个环，并让两个机器人齐声工作以拾取方框。结果表明，机器人可以很好地完成这些任务，肌肉的激活导致机器人末端的手指状突起弯曲大约90°。

“我们的研究结果显示，利用这种对抗性的肌肉排列，这些机器人可以模仿人类手指的动作，”主要作者Yuya Morimoto说。“如果我们能够将更多这些肌肉组合到一个装置中，我们应该能够重现复杂的肌肉相互作用，让手，手臂和身体的其他部位发挥作用。”