日本科学家给机器人骨骼上装上肌肉,让机器人做出更细致的动作
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东京大学生产技术研究所研究人员,研发出了「生物混合机器人(Biohybrid Robot )」,科学家们在人造骨骼上装上两组老鼠肌肉,可以让机器人在运作上更加细致。
机器人能做的事情越来越多了,除了可以扫地、煮咖啡、做汉堡,灵巧程度完全不亚于人类,但除了技术上与人类并驾齐驱,现在就连「躯壳」也越来越接近人类。
最近东京大学生产技术研究所研究人员,研发出了「生物混合机器人(Biohybrid Robot )」,科学家们在人造骨骼上装上两组老鼠肌肉,目的是要让机器人在运作上弹性能够更细致,目前这款「生化机器手指」能够持续运作长达一星期,未来希望能够在义肢等医学用途上发挥更大功效。
搭配老鼠成肌细胞,让肌肉自己「长出来」
要做出「生物混合机器人(Biohybrid Robot )」可以简单区分为两大步骤,首先必须先有手指的骨架,科学家利用3D打印做出树脂材质的手指架构,骨架的顶端和中间分别有两个电极,两对电极之间有四个活动的锚点。
另一个部分,就是最关键的「活体肌肉」,这些肌肉并不是直接取自于活体动物,而是从人造骨架上直接「长出来」的,听起来很玄,科学家们的做法,是在骨架上放满包覆着大鼠肌肉细胞的成肌细胞的水凝胶片,水凝胶片能刺激成肌细胞长成活体肌肉,接着透过骨架上的两端电极刺激肌肉,肌肉受刺激后就会收缩,连带着带动关节运动,来完成机器手指的弯曲动作。
▲机器手指上淡橘色呈透明状的组织,就是用老鼠细胞培育出的人造肌肉,透过肌肉的弹性能做出更细致的动作。
为了仿真宛如人类的手指结构,这款生物混合机器人结合了两组大鼠肌肉来控制手指关节,因此能够更精准控制机器手指动作,甚至藉由肌肉本身的弹性,提起重量更重的东西。
东京大学机器工程师 Shoji Takeuchi 表示:「如果我们未来能用更大量的肌肉打造机器人,或许就能成功执行更复杂的肌肉运动,像是手掌、手臂或身体其他部份。」
但这套生物混合机器人有一个很大的局限,就是活体肌肉能只能维持运作一个礼拜的时间,且整套生物混合机器人必须放在培养液中才能保存。
动作更灵活,人造肌肉将应用在机器人
一般机器手臂运作起来也蛮顺畅的,许多人会好奇,为什么还要大费周章搭配人造肌肉呢?
原因是现在常见的金属、塑料材质,不论是运动幅度、弹性,都不比有血有肉的活体肌肉来的好,为了在执行指令动作上,完成更细致准确的任务,搭配活体肌肉的生物混合机器人,会是未来的其中一种解决方案。
但最为现实的问题,仍旧是活体肌肉的使用期限,目前根据日本团队的实验,最长也只能保存一周,因此未来的目标除了要优化机器手指的关节灵活度,更要延长机器人的寿命,研究团队表示,未来若技术更加成熟,就能在装置上加入更大量的活体肌肉,就能让机器人做出更多、更复杂的动作,未来能够用在义肢、骨骼疾病、精密仪器组装等领域上。