電子機器人新進化:生物混合機器人的誕生

生物混合機器人其實也是有限制的,與機器人融合在一起的活細胞需要滋養,這就意味著,生物機器人往往是短命的。而且,它們只能在適宜的生命溫度範圍內工作。

草根影響力新視野 編譯 鍾藝

來源 https://www.livescience.com

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機器人和人類的結合其實已經不是新鮮事了,人類借著機器不斷提高自身的生活能力,從內置在身體里的心臟起搏器,到機器義肢,很多人依賴它們來獲得更好的生活。那如果是反過來呢?在機器人身上配備人體組織或者其他細胞,讓機器人可以進一步接近人類,那會怎樣?

一般意義上的機器人我們稱之為「Cyborgs」,它們是完全冰冷的機械個體,而與生物結構相結合的則被稱為「Biohybrid」,它們具有了更多生命性。科學家目前就通過不懈努力,在微觀層面上,將機器人與細胞結合,創造除了能進行精準醫療服務的生物機器人。

於11月29日發表於《科學機器人雜誌》上的一項新的研究綜述表示,一個由國際科學家和工程師組成的機器人研究小組宣布: 機器人領域正式進入「設計原理和構成要素深度革命」的階段。義大利比薩聖安娜高等研究學院BioRobotics Institute的主要作者Leonardo Ricotti表示:「現在我們已經可以實現機器人和人類的進一步結合——利用活細胞來優化機器人的功能。」

近幾十年來,科學家們創造出了各種形狀和尺寸的機器人,並且功能也越來越複雜。一些機器人可以在裝配線上發揮作用,擰緊螺栓或將金屬片焊接在一起。另外一些小於一毫米的微型機器人可以被放置在體內以殺死癌細胞或治癒傷口。但是,所有這些引人入勝、奪人眼目的機器人都缺乏優質的運動性和較好的能量轉化效率(能量效率是生物體的強大特徵,在過去的加白萬年曆,生物體的能量效率都向著日益優化的方向發展),這也就是要將生物體融合進機器人中的原因——提高機器人的精確制動性和穩定性。例如,由塔夫茨大學的Barry Trimmer領導的一個研發小組所開發的蠕蟲狀生物混合機器人,它們通過昆蟲肌肉細胞的收縮而移動。

機器人技術中的另一個問題是電源,特別是對於微型機器人,其中供電裝置可能就比機器人本身大很多。 Ricotti說,生物機器人就可以去克服這個障礙。他的同事蒙特利爾理工學院的Sylvain Martel也是該領域的重要研究者之一,他使用趨磁細菌(這種細菌可以沿著磁力線自然地移動)和機器人結合,用外部磁鐵來引導該生物機器人,而不是用電池驅動,使其將藥物運送到原本難以抵達的癌細胞。

Ricotti最後解釋道,生物混合機器人其實也是有限制的。與機器人融合在一起的活細胞需要滋養,這就意味著,生物機器人往往是短命的。而且,它們只能在適宜的生命溫度範圍內工作,這意味著它們不能用於極端高溫低溫的工作環境。但無論如何,生物機器人的出現確實填補了機械機器人的某些空缺,特別是在醫療領域,為人們對抗疾病又提供了更多可能。

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