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美国加州大学洛杉矶分校研发出仿黄貂鱼软体机器人

发布时间:2018-3-2 17:29:55

        在美国国防降低威胁局、海军空间与作战系统司令部等机构资助下,加州大学洛杉矶分校研发出仿黄貂鱼软体机器人。


仿黄貂鱼软体机器人概念图

        黄貂鱼是一种身体扁平的底栖鱼类。仿黄貂鱼机器人由四层结构组成:第一层是聚乙二醇水凝胶,图案仿照黄貂鱼的骨骼结构设计,用于维持机器人的机械稳定性,使机器人易于变形;第二层是柔性金电极,可为细胞提供电刺激,控制细胞的舒张和收缩,电极采用曲折线设计,可抵消肌肉收缩和舒张时产生的应力;第三层是明胶甲基丙烯酰水凝胶,图案与肌肉排布方向一致,与聚乙二醇水凝胶图案垂直,掺有碳纳米管,用作心肌细胞培养基质;第四层是大鼠心肌细胞,接种于明胶甲基丙烯酰水凝胶上方。向柔性金电极施加不同频率和不同电压的脉冲电信号,可控制细胞收缩程度,带动水凝胶层卷曲实现机器人运动。细胞舒张时,聚乙二醇水凝胶可释放张力,使机器人恢复原状。试验中,心肌细胞可存活7天,低于3V的电压就可使心肌收缩频率达到1Hz。

        仿黄貂鱼软体机器人将活体细胞与柔性材料相结合,为无人潜航器等仿生机器人研制提供了一种思路,而这种仿生设计概念还可用于再生医学、医学诊断等领域。

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