哈佛团队用活体肌肉造机器人：会呼吸、会长大的机械时代已到来
在人类历史上，机器人要么是金属、要么无处不在的静默工具。现在，哈佛医学院的研究者提出了一个更大胆的方向：让机器人使用活体肌肉来驱动运动。骨骼肌和心肌的力量，来自生物组织本身，有朝一日或许能让机器人成为会生长、会一定程度自我修复的生命体。这一理念被称为生物-混合机器人学，相关成果已在 International Journal of Extreme Manufacturing 发表。
In This Article:
由苏里昂申博士领导的生物混合机器人研究
项目由苏里昂申博士带领，汇聚工程师与生物学家，致力于开发将合成结构与生物组件无缝结合的混合系统。通过让肌肉成为驱动源，机器人可能获得前所未有的柔性与适应性。研究者们希望这种生物-混合技术能拓展机器人在制造、医疗、救援等领域的应用边界。
两种肌肉：骨骼肌与心肌的互补优势
研究团队计划使用两种肌肉：骨骼肌在电信号作用下收缩，受控性强；心肌则具有自我维持的节律性收缩能力。每种肌肉类型都有独特优势，但离开人体体内环境后，需要特殊条件来维持活性，例如营养、湿度和温度的稳定。
肌肉生长的前沿制造方法
为了培养肌肉组织，科学家们采用三维生物打印、电铸工艺、微流控系统和细胞自组装等前沿制造方法。这些技术让研究者能够设计出精确的肌肉结构，促进细胞的生长和协调运动，最终将培养的肌肉转化为机器人的驱动部件。
挑战、解决策略与未来前景
目前的原型仍然不够坚固，难以承受现实世界的外部冲击。为解决这一挑战，团队提出三项策略：多组分打印以提升结构强度、可灌注支架以持续向细胞供养分、以及模块化设计以提高系统的自适应性。尽管困难重重，专家们看到了广泛的产业前景——下一代生物-混合机器人有望实现高精度运动、更强自适应性，以及与人体的更紧密融合，开启人机共生的新纪元。
