具有自我刺激骨骼的生物混合软体机器人胜过其他生物机器人

放大字体  缩小字体 2021-04-30 06:13  浏览次数:
Next generation of swimming biobots can self-train, showing striking speed and strength

巴塞罗那科学技术学院的一组研究人员开发了一种基于骨骼肌的生物混合软机器人,它比其他基于骨骼肌的生物机器人游得更快。他们的论文发表在杂志上 科学的机器人,该小组描述了如何建造和测试他们的软机器人。

随着科学家们不断提高软机器人的能力,他们已经转向动物组织等自然材料。到目前为止,在这一领域的大多数努力都涉及到骨骼肌肉或心肌的使用——每一种都有其优缺点。例如,基于骨骼肌的生物机器人就缺乏灵活性和力量。在这项新的努力中,西班牙的研究人员开发了一种基于骨骼肌肉的小型软机器人的新设计,它克服了这两个问题,因此能够比其他同类游得更快。

为了制造他们的生物机器人,研究人员使用模拟技术为鳗鱼形状的游泳生物创造了一个基于弹簧的脊椎。通过模拟,研究人员可以优化其形状。然后,他们用3D打印出骨骼(由一种叫做PDMS的聚合物制成),并将其用作生长骨骼肌的支架。完成后的机器人大约有260微米长——它的形状只允许一个方向的推进。当受到电刺激时,生物机器人就会移动;电荷刺激肌肉收缩,从而压缩骨骼肌内部的弹性。当刺激被移除时,弹簧中的能量被释放,推动生物机器人前进。






Samuel Sánchez是该项目的负责人,他解释了什么是生物机器人,以及IBEC的研究人员是如何设计和生物工程这些游泳活机器人的。信贷:位

研究人员指出,这种生物机器人能够在两种模式下游泳:海岸和冲击。在海岸模式下,该生物机器人可以模仿在靠近溪流底部游动的鱼类。研究人员称,在突发模式下,这种生物机器人可以从静止状态快速切换到快速运动状态,比其他任何基于骨骼肌的生物机器人都要快得多。测试显示,它能够达到每秒800微米的速度,也就是说大约每秒3个体长。他们指出,这样的速度可以与目前以心肌为基础的生物机器人相比。他们表示,他们的设计可能会带来其他新的混合机器人,具有更高的力输出,可以用来使游泳机器人更快,或工作机器人更强。

Next generation of swimming biobots can self-train, showing striking speed and strength一个生物机器人的俯视图,由一个肌肉细胞负载的水凝胶和一个弹簧状的骨骼组成。信贷:位
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