生物混合機(jī)器人是一個全新的領(lǐng)域，涉及到在機(jī)器人內(nèi)使用活的組織，而不僅僅是金屬和塑料。肌肉是這種機(jī)器人的潛在關(guān)鍵零部件，為機(jī)器人的動作和功能提供動力。

然而，在努力將活的肌肉整合到這些機(jī)器中時，這些肌肉所能施加的力量以及它們開始收縮和喪失功能之前的時間都是個問題。

現(xiàn)在，在《科學(xué)機(jī)器人(Science Robotics)》雜志上發(fā)表的一篇研究報告中，東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的研究人員通過開發(fā)一種新方法克服了這些問題，這種方法是從個體肌肉前體細(xì)胞發(fā)展到肌肉細(xì)胞填充片材，然后發(fā)展到功能完好的骨骼肌組織。他們將這些肌肉組合成一個生物混合機(jī)器人，作為對抗模仿機(jī)體中的機(jī)器人，以獲得卓越的機(jī)器人運(yùn)動和持續(xù)的肌肉功能超過一周。

該團(tuán)隊首先構(gòu)建了一個機(jī)器人骨架，用于安裝這對運(yùn)動肌肉。其中包括一個可旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)，肌肉可以附著的錨點(diǎn)，以及提供刺激誘發(fā)肌肉收縮的電極。對于機(jī)器人的活肌肉部分，不是提取和使用完全形成在身體中的肌肉，而是從頭開始構(gòu)建一個肌肉。為此，他們使用含有稱為成肌細(xì)胞的肌肉前體細(xì)胞的水凝膠片材，將這些片材連接到機(jī)器人骨骼錨定件上的孔，以及用于以對齊的方式促進(jìn)肌纖維形成的條紋。

團(tuán)隊的研究成員Shoji Takeuchi表示，“一旦我們建立了肌肉，我們成功地將它們用作機(jī)器人中的對抗對象，其中一個收縮，另一個擴(kuò)展，就像身體一樣，他們正在彼此施加對立的力量，這一事實(shí)阻止了他們像以前的研究一樣縮小和惡化?！?/p>

該團(tuán)隊還測試了機(jī)器人的不同應(yīng)用，包括拾取和放置一個環(huán)，并讓兩臺機(jī)器人一起工作來拾取方形框架。結(jié)果表明，機(jī)器人可以很好地執(zhí)行這些任務(wù)，激活肌肉導(dǎo)致機(jī)器人末端的指狀突起彎曲大約90°。

第一作者Yuya Morimoto說，“我們的研究結(jié)果表明，使用這種對抗性肌肉布置，這些機(jī)器人可以模仿人類手指的動作，如果我們能把更多的肌肉結(jié)合成一個單一的裝置，我們就能夠重現(xiàn)復(fù)雜的肌肉相互作用，讓手、手臂和身體的其他部分發(fā)揮作用?！?/p>