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3D新闻

科学家3D打印可行走生物机器人

星之球激光 来源:天公社2014-07-03 我要评论(0 )   

有的时候,科技会变得非常可怕。我们早就在科幻电影中熟悉了那些冷酷无情的生物机器人,有的时候它们还试图毁灭人类。所以并不奇怪,在现实世界里,当我们谈起生物机器...

 有的时候,科技会变得非常可怕。我们早就在科幻电影中熟悉了那些冷酷无情的生物机器人,有的时候它们还试图毁灭人类。所以并不奇怪,在现实世界里,当我们谈起生物机器人时有人会感到不寒而栗。

但是,还是有人为此感到兴奋。美国利诺伊大学的研究人员和工程师们就属于此类,他们的研究工作正在使具有生物属性、可行走的机器人一步步接近现实,他们称之为“生物机器人(bio-bots)”。

该研究小组正在使用3D打印,更具体些是立体光刻(SL)技术,用水凝胶打印出模拟骨骼。3D打印的水凝胶形成生物机器人的骨干,它具有足够的灵活性,使用两个关节就能行走。

为了创造这些“生物机器人”,开发团队的工程师们将活的肌细胞固定在这些3D打印的水凝胶上,固定的位置是两个经过特别设计的点。这些东西有点像筋,它们将肌肉与骨骼连接起来。

“生物机器人的结构是使用光固化(SLA)技术打印出来的合成水凝胶组成的,它的制造时间很短,具有潜在的可扩展性。”研究团队在报告中解释道。 

这已经不是研究团队第一次利用3D打印来创建类似的生物机器人了。据了解,以前他们就利用活的心脏细胞的肌肉收缩开发出可以行走的生物机器人。但是,心脏细胞不停地收缩,科学家们没有办法控制他们。在这个最新的项目中,研究人员改为使用骨骼肌细胞,他们的收缩可以通过电脉冲被触发,从而使它们更容易被控制。

 “骨骼肌细胞是非常有吸引力的,因为你可以使用外部信号调节他们。”研究负责人Rashid Bashir说,“举个例子,你可以用骨骼肌设计出一种感受到某种化学品或特定信号时就启动的装置。 对我们来说,它就是我们设计工具箱的一部分。”

研究的下一个步骤是神经元的执行,从而使物机器人能够对外界刺激,如光或化学信号产生反应。3D打印技术的应用使得工程师们可以自由创建各种不同形状和大小的生物机器人骨骼。而且还能设定不同程度的孔隙率,这就为未来的技术升级提供了基础。

该研究团队最终的目的是制造出一种手术机器人,可以“智能”植入,并递送辅助药物。Bashir说。“我们的目标是使其成为自主传感器。例如,我们希望它能感应特定的化学物质并走向它,然后释放药剂以中和毒素。如今能够控制其行动已经朝着这一目标前进了一大步。”

如果没有3D打印的,这些生物机器人也许就没法创建。3D打印技术使研究人员能够在几个小时内根据新的设计思路创建不同的尺寸、灵活性、孔隙度和硬度的骨骼。这就使得大量、反复的实验成为可能。

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