東京大學的研究人員創造了一種雙足生物混合機械人，它將人造骨骼與能夠在水下行走和旋轉的生物肌肉相結合。 典型的生物混合機械人可以直線移動或進行大轉彎，但很難在較小的空間內進行更精細的運動。 這使得它們不適合在障礙物多的地區使用，例如搜尋和救援行動。
新機械人可以單腳轉動，讓它轉動乙個小圓圈。 目前，它只能在水下工作，因為實驗室培養的肌肉在暴露在空氣中時會迅速變乾，失去效力。 然而，研究人員預計，通過使用更厚的肌肉和它們自己的營養物質**，並可能用人工**覆蓋它們，有可能創造出可以在陸地上行走的未來迭代。
如果我讓你想象乙個由人造骨骼上的活肌肉製成的機械人，你可能會想到乙個半人半機器的機械人大步流星地走著。 但事實是，我們在創造生物混合、天然人造機械人方面仍然只是一小步。
建造乙個可以像人類一樣行走的現實生活中的生物混合機械人是乙個巨大的挑戰，更不用說像人類一樣大步或奔跑了。 東京大學資訊科學研究生院的Shoji Takeuchi教授和他的團隊在他們的最新研究中解決了這一挑戰。
通過將活組織作為機械人的一部分，我們可以利用生物體的卓越能力。 在我們最新的研究中，我們將實驗室培養的骨骼肌組織與靈活的假肢和3D列印的腳相結合。 使用肌肉組織來移動腿部使我們能夠創造乙個具有高效、安靜運動和柔軟觸感的小型機械人。 竹內解釋道。
研究人員首先在模具中培養骨骼肌以製作帶子。 當肌肉組織變得過於乾燥時，它就會失去移動能力，因此機械人被設計成懸浮在水中。 該團隊用漂浮的苯乙烯板、靈活的矽基主體、帶有黃銅線配重的亞克力腿和 3D 列印腳製作了乙個輕巧的骨架。 兩塊肌肉組織從身體連線到機械人的腳上，形成腿。
每條腿都受到手持式金電極的刺激以轉移電荷，類似於大腦向身體傳送電訊號以移動的方式。 當腿部乙個接乙個地受到刺激時，這會導致肌肉組織收縮，機械人“走路”。
通過以五秒的間隔刺激每條腿，他們能夠達到 5 的速率4公釐速度移動機械人。 雖然它看起來不是特別快，但它的腿部運動與其他生物混合機械人不相上下。
最初，我們不確定我們是否可以用兩條腿走路，所以當我們成功時，我們真的很驚訝，“竹內說。
我們的生物混合機械人通過有效平衡四個關鍵力，通過雙足行走成功地執行向前和轉彎運動：肌肉收縮、靈活身體的恢復力、作用在重量上的重力和浮子的浮力。 ”
該團隊目前正在考慮如何通過開發遠端刺激肌肉並創造更厚實的肌肉並提供營養來維持肌肉的方法，從而創造一種更平穩移動的機械人，該機械人可以在陸地上行走。
“我們正在努力設計具有關節和額外肌肉組織的機械人，以實現更複雜的行走能力，”竹內說。 我們的研究結果為由肌肉組織驅動的柔軟和柔性機械人的發展提供了寶貴的見解，並有可能有助於更深入地理解生物運動機制，進一步使我們能夠模擬機械人中人類行走的複雜性。 ”
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