科學(xué)家3D打印可行走生物機器人

        有的時候，科技會變得非?？膳隆Ｎ覀冊缇驮诳苹秒娪爸惺煜ち四切├淇釤o情的生物機器人，有的時候它們還試圖毀滅人類。所以并不奇怪，在現(xiàn)實世界里，當(dāng)我們談起生物機器人時有人會感到不寒而栗。

       但是，還是有人為此感到興奮。美國利諾伊大學(xué)的研究人員和工程師們就屬于此類，他們的研究工作正在使具有生物屬性、可行走的機器人一步步接近現(xiàn)實，他們稱之為“生物機器人（bio-bots）”。
      該研究小組正在使用3D打印，更具體些是立體光刻（SL）技術(shù)，用水凝膠打印出模擬骨骼。3D打印的水凝膠形成生物機器人的骨干，它具有足夠的靈活性，使用兩個關(guān)節(jié)就能行走。

      為了創(chuàng)造這些“生物機器人”，開發(fā)團隊的工程師們將活的肌細胞固定在這些3D打印的水凝膠上，固定的位置是兩個經(jīng)過特別設(shè)計的點。這些東西有點像筋，它們將肌肉與骨骼連接起來。
       “生物機器人的結(jié)構(gòu)是使用光固化（SLA）技術(shù)打印出來的合成水凝膠組成的，它的制造時間很短，具有潛在的可擴展性?！毖芯繄F隊在報告中解釋道。  
       這已經(jīng)不是研究團隊第一次利用3D打印來創(chuàng)建類似的生物機器人了。據(jù)天/工社了解，以前他們就利用活的心臟細胞的肌肉收縮開發(fā)出可以行走的生物機器人。但是，心臟細胞不停地收縮，科學(xué)家們沒有辦法控制他們。在這個最新的項目中，研究人員改為使用骨骼肌細胞，他們的收縮可以通過電脈沖被觸發(fā)，從而使它們更容易被控制。
      下面是3D打印的生物機械結(jié)構(gòu)在肌細胞的驅(qū)動下運動的視頻：

       “骨骼肌細胞是非常有吸引力的，因為你可以使用外部信號調(diào)節(jié)他們?！毖芯控撠?zé)人Rashid Bashir說，“舉個例子，你可以用骨骼肌設(shè)計出一種感受到某種化學(xué)品或特定信號時就啟動的裝置。 對我們來說，它就是我們設(shè)計工具箱的一部分。”
       研究的下一個步驟是神經(jīng)元的執(zhí)行，從而使物機器人能夠?qū)ν饨绱碳?，如光或化學(xué)信號產(chǎn)生反應(yīng)。3D打印技術(shù)的應(yīng)用使得工程師們可以自由創(chuàng)建各種不同形狀和大小的生物機器人骨骼。而且還能設(shè)定不同程度的孔隙率，這就為未來的技術(shù)升級提供了基礎(chǔ)。
       該研究團隊最終的目的是制造出一種手術(shù)機器人，可以“智能”植入，并遞送輔助藥物。Bashir說。“我們的目標是使其成為自主傳感器。例如，我們希望它能感應(yīng)特定的化學(xué)物質(zhì)并走向它，然后釋放藥劑以中和毒素。如今能夠控制其行動已經(jīng)朝著這一目標前進了一大步。”
       如果沒有3D打印的，這些生物機器人也許就沒法創(chuàng)建。3D打印技術(shù)使研究人員能夠在幾個小時內(nèi)根據(jù)新的設(shè)計思路創(chuàng)建不同的尺寸、靈活性、孔隙度和硬度的骨骼。這就使得大量、反復(fù)的實驗成為可能。