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日本研究人員從人類步態(tài)中獲得靈感,將實驗室培養(yǎng)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。
日本東京大學研究團隊開發(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發(fā)的,肌肉組織已可驅動機器人向前爬行、直線游泳和緩慢轉彎,但不能急轉彎,而能夠旋轉和急轉彎是機器人避開障礙物所必需的特性。
為了制造一個動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。然后,研究人員將實驗室培養(yǎng)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,這些肌肉收縮,從而讓機器人抬起腿;當電流消散時,其腳后跟會向前移動并著地。通過每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,這種肌肉驅動的兩足機器人可以行走、停止,并做出有規(guī)則的轉彎動作。
研究人員表示,使用肌肉驅動可以讓機器人結構更緊湊,并通過柔軟的觸感實現(xiàn)高效、無聲的運動。該團隊還計劃為兩足機器人提供關節(jié)和更厚的肌肉組織,以實現(xiàn)更復雜、更有力的運動。
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日本研究人員從人類步態(tài)中獲得靈感,將實驗室培養(yǎng)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。
日本東京大學研究團隊開發(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發(fā)的,肌肉組織已可驅動機器人向前爬行、直線游泳和緩慢轉彎,但不能急轉彎,而能夠旋轉和急轉彎是機器人避開障礙物所必需的特性。
為了制造一個動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。然后,研究人員將實驗室培養(yǎng)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,這些肌肉收縮,從而讓機器人抬起腿;當電流消散時,其腳后跟會向前移動并著地。通過每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,這種肌肉驅動的兩足機器人可以行走、停止,并做出有規(guī)則的轉彎動作。
研究人員表示,使用肌肉驅動可以讓機器人結構更緊湊,并通過柔軟的觸感實現(xiàn)高效、無聲的運動。該團隊還計劃為兩足機器人提供關節(jié)和更厚的肌肉組織,以實現(xiàn)更復雜、更有力的運動。
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