日本團隊制成由肌肉組織驅動(dòng)的兩足機器人
更新時(shí)間：2024-2-5 16:21:41 來(lái)源：新華社
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日本研究人員從人類(lèi)步態(tài)中獲得靈感，將實(shí)驗室培養的肌肉組織和硅橡膠等人造材料結合在一起，制造了一款可以行走和旋轉的兩足機器人。該方法近日發(fā)表在細胞出版社旗下刊物《材料》雜志上。
日本東京大學(xué)研究團隊開(kāi)發(fā)出的這款機器人是基于此前利用肌肉組織的生物混合機器人開(kāi)發(fā)的，肌肉組織已可驅動(dòng)機器人向前爬行、直線(xiàn)游泳和緩慢轉彎，但不能急轉彎，而能夠旋轉和急轉彎是機器人避開(kāi)障礙物所必需的特性。
為了制造一個(gè)動(dòng)作更精細靈活的機器人，研究人員以上述研究為基礎，設計了一種模仿人類(lèi)步態(tài)并能在水中操作的生物混合機器人。該機器人有一個(gè)泡沫浮標頂部和兩條加重的腿，能幫助它在水下直立。機器人的骨架主要由硅橡膠制成，可以彎曲和繃緊以適應肌肉運動(dòng)。然后，研究人員將實(shí)驗室培養的條狀骨骼肌組織連接到硅橡膠和每條腿上。
當研究人員用電流刺激肌肉組織時(shí)，這些肌肉收縮，從而讓機器人抬起腿；當電流消散時(shí)，其腳后跟會(huì )向前移動(dòng)并著(zhù)地。通過(guò)每5秒鐘在左右腿之間交替用電刺激，生物混合機器人成功地以每分鐘5.4毫米的速度向前“行走”。如需要機器人轉彎，研究人員每5秒鐘反復電擊右腿，同時(shí)左腿充當錨，最終機器人在62秒鐘內完成了90度左轉。研究結果表明，這種肌肉驅動(dòng)的兩足機器人可以行走、停止，并做出有規則的轉彎動(dòng)作。
研究人員表示，使用肌肉驅動(dòng)可以讓機器人結構更緊湊，并通過(guò)柔軟的觸感實(shí)現高效、無(wú)聲的運動(dòng)。該團隊還計劃為兩足機器人提供關(guān)節和更厚的肌肉組織，以實(shí)現更復雜、更有力的運動(dòng)。
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日本研究人員從人類(lèi)步態(tài)中獲得靈感，將實(shí)驗室培養的肌肉組織和硅橡膠等人造材料結合在一起，制造了一款可以行走和旋轉的兩足機器人。該方法近日發(fā)表在細胞出版社旗下刊物《材料》雜志上。
日本東京大學(xué)研究團隊開(kāi)發(fā)出的這款機器人是基于此前利用肌肉組織的生物混合機器人開(kāi)發(fā)的，肌肉組織已可驅動(dòng)機器人向前爬行、直線(xiàn)游泳和緩慢轉彎，但不能急轉彎，而能夠旋轉和急轉彎是機器人避開(kāi)障礙物所必需的特性。
為了制造一個(gè)動(dòng)作更精細靈活的機器人，研究人員以上述研究為基礎，設計了一種模仿人類(lèi)步態(tài)并能在水中操作的生物混合機器人。該機器人有一個(gè)泡沫浮標頂部和兩條加重的腿，能幫助它在水下直立。機器人的骨架主要由硅橡膠制成，可以彎曲和繃緊以適應肌肉運動(dòng)。然后，研究人員將實(shí)驗室培養的條狀骨骼肌組織連接到硅橡膠和每條腿上。
當研究人員用電流刺激肌肉組織時(shí)，這些肌肉收縮，從而讓機器人抬起腿；當電流消散時(shí)，其腳后跟會(huì )向前移動(dòng)并著(zhù)地。通過(guò)每5秒鐘在左右腿之間交替用電刺激，生物混合機器人成功地以每分鐘5.4毫米的速度向前“行走”。如需要機器人轉彎，研究人員每5秒鐘反復電擊右腿，同時(shí)左腿充當錨，最終機器人在62秒鐘內完成了90度左轉。研究結果表明，這種肌肉驅動(dòng)的兩足機器人可以行走、停止，并做出有規則的轉彎動(dòng)作。
研究人員表示，使用肌肉驅動(dòng)可以讓機器人結構更緊湊，并通過(guò)柔軟的觸感實(shí)現高效、無(wú)聲的運動(dòng)。該團隊還計劃為兩足機器人提供關(guān)節和更厚的肌肉組織，以實(shí)現更復雜、更有力的運動(dòng)。
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