日本團隊制成由肌肉組織驅動的兩足機器人

新華社北京2月5日電 日本研究人員從人類步態中獲得靈感,將實驗室培養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高效、無聲的運動。該團隊還計劃為兩足機器人提供關節和更厚的肌肉組織,以實現更復雜、更有力的運動。

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