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忘记Cyborgs Biohybrid机器人几乎在这里

2019-04-22 15:28:22来源:
导读合作伙伴系列有一天,人类会采用机器人部件的机器人形式,以提高我们的能力。但很久以前,可能会发生看似相反的整合,机器人配备了人体组织

合作伙伴系列

有一天,人类会采用机器人部件的机器人形式,以提高我们的能力。但很久以前,可能会发生看似相反的整合,机器人配备了人体组织或其他活细胞,使它们更加逼真。

这些“生物混合”机器人可以赋予肌肉细胞,帮助它们进行微妙的运动。在微观尺度上,微小的机器人可以与细菌合并,通过身体运送它们进行精确的医疗程序。

现在看来,未来正在发生。

在一项新的研究回顾中,一个国际科学家和工程师小组描述了生物混合机器人技术的状态 - 这一领域正在进入“机器人的设计原则和构成要素的深刻革命”。该评论于今天(11月29日)发表在Science Robotics期刊上。

“您可以将此视为与机器人相关的概念的对应物,”意大利比萨Sant'Anna高级研究院的BioRobotics研究所的主要作者Leonardo Ricotti说。“在这种观点中,我们利用人造机器人中的活细胞功能来优化它们的表现。”

近几十年来,科学家们创造了各种形状和大小的机器人,其复杂性日益增加。一些机器人在装配线上运行良好,拧紧螺栓或将金属板焊接在一起。正在开发小于毫米的小型化机器人,以放置在体内以杀死癌细胞或治愈伤口。

但Ricotti告诉Live Science,在所有这些迷人的机器人中缺少的是精细运动和生物体中的能量效率,这些生物体在数百万年的过程中逐渐发展完美。他说,这就是为什么有必要将生物体的元素纳入机器人。

作者在评论中写道,如果机器人的运动和效率得到微调,科学家们就可以利用它们来探索人体,监测当前机器人的太小或错综复杂的环境,或制造更精确的产品。

里奥蒂说,驱动或运动的协调是机器人技术的一个持续障碍。例如,机器人可以设计成可以轻松提升重物或进行精确切割,但是它们难以协调动作,如将鸡蛋干净地打入碗中或爱抚心疼的个体一样微妙。他们最初的动作是生涩的。

相比之下,动物运动在微观尺度上轻轻开始,因为一系列分子机器在神经细胞内被激活,并且在大规模肌肉运动中达到高潮。

这提高了动物组织(例如心肌或昆虫肌肉)可以在机器人中提供精确致动和稳定运动的可能性。例如,由科学机器人论文的共同作者塔夫斯大学的Barry Trimmer领导的一个小组开发了蠕虫状生物混合机器人,它们通过昆虫肌肉细胞的收缩而移动。

机器人技术中的另一个问题是电源,特别是对于微型机器人,其中供电设备可以比机器人本身更大。Ricotti说,Biohybrid机器人也可以克服这个障碍。他的同事,蒙特利尔理工学院的同事Sylvain Martel,也是科学机器人论文的合着者,他正在使用趋磁细菌,这种细菌自然地沿着磁场线移动,将药物运送到难以接触的癌细胞。Martel的小组可以用外部磁铁引导细菌。

但是,Ricotti说,这些生物混合机器人可以实现的目标是有限的。活细胞需要得到营养,这意味着,目前这些机器人往往是短命的。此外,生物混合机器人只能在适合生命的温度范围内运行,这意味着它们不能在极端高温或低温下使用。

尽管存在这些挑战,Ricotti及其同事表示,生物混合机器人领域正在迅速从“可能的艺术”发展到“可靠制造”的科学。

可能在不久的将来,我们的机器人后代将通过生物混合机器人药物治愈 - 毫无疑问,由一位安卓医生管理。

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