生物混合機器人是一種非常前沿的機器人技術，是指使用生物材料執(zhí)行例如傳感、處理或驅(qū)動等功能任務的機器，這種機器人不僅僅是由金屬和電路組成，而是融合了活體肌肉組織，使它們能夠以一種前所未有的方式與環(huán)境互動。
最近，在《高級智能系統(tǒng)》上發(fā)表的一篇論文中，麻省理工學院的研究團隊展示了他們?nèi)绾螌⒒铙w肌肉組織集成到機器人的設計中，為開發(fā)下一代生物混合機器人的穩(wěn)健、可重復和預測性設計及制造奠定了基礎。


設計的結構外形
傳統(tǒng)的生物混合機器人是使用柔軟的粘彈性材料制成的，但這些材料的性能會隨著肌肉移動的速度和頻率而變化，對于機器人骨架上肌肉的放置位置也極其敏感，限制了機器人的形態(tài)和功能。
為此該研究團隊采用了線彈性材料，這些材料由剛性和柔性組件組合而成，可以在很寬的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)一致，并且不受肌肉放置位置的影響。研究人員表示，該機器人可以產(chǎn)生五倍大的運動，并且每次啟動時都會產(chǎn)生相同的運動。
而制造這些機器人使用的是小鼠肌肉細胞系的肌肉組織，不過是在實驗室環(huán)境的培養(yǎng)皿中生長的，并不是從動物身上獲得的，所以是一種可再生資源，也不涉及對動物的傷害。
除此以外，研究團隊還發(fā)現(xiàn)，盡管這些機器人不是活的，但它們會像生物一樣經(jīng)歷疲勞。在高頻使用下(30分鐘內(nèi)每秒4次肌肉收縮)，機器人的性能會下降，但在較慢的操作速度下(30分鐘內(nèi)以每秒1次肌肉收縮)，它們能夠持續(xù)工作而不表現(xiàn)出疲勞。
據(jù)悉，這項技術具有高度可擴展性，可用于廣泛生產(chǎn)，并且不僅局限于機器人領域，在醫(yī)學方面，生物混合機器人的技術可以用于監(jiān)測患病肌肉的力量，幫助開發(fā)新療法，恢復神經(jīng)肌肉疾病患者的活動能力。