机器人来了：改善了活体肌肉与机器人的结合

研究人员开发了一种从含有成肌细胞的水凝胶片生长全肌的新方法。然后，他们将这些肌肉作为对抗成对并入生物混合机器人中，该机器人成功地对物体进行操纵。这种方法克服了肌肉短暂功能性生命的早期局限性，以及它们只能施加较弱力量的能力，为更先进的生物混合机器人铺平了道路。

由生物混合机器人执行的对象操作。

生物混合机器人的新领域涉及机器人内部的活组织使用，而不仅仅是金属和塑料。肌肉是这种机器人的潜在关键组成部分，为动作和功能提供动力。然而，为了将活肌整合到这些机器中，这些肌肉可以施加的力量以及它们开始收缩并失去其功能之前的时间存在问题。

现在，在Science Robotics杂志上发表的一篇研究报告中，东京大学工业科学研究所的研究人员通过开发一种新方法克服了这些问题，这种方法从个体肌肉前体细胞发展到肌肉细胞填充片材，然后发展到功能完好的骨骼肌组织。他们将这些肌肉组合成一个生物混合机器人，作为对抗模仿机体中的机器人，实现卓越的机器人运动和持续一周的肌肉功能。

该团队首先构建了一个机器人骨架，用于安装这对运动肌肉。这包括一个可旋转的关节，肌肉可以附着的锚点，以及提供刺激诱发肌肉收缩的电极。对于机器人的活肌部分，不是提取和使用完全形成在身体中的肌肉，而是从头开始构建一个肌肉。为此，他们使用含有称为成肌细胞的肌肉前体细胞的水凝胶片材，将这些片材连接到机器人骨骼锚定件上的孔，以及用于以对齐的方式促进肌纤维形成的条纹。

“一旦我们建立了肌肉，我们成功地将它们用作机器人中的对抗对象，其中一个收缩，另一个扩展，就像身体一样，”研究相关作者Shoji Takeuchi说。“他们正在彼此施加对立的力量，这一事实阻止了他们像以前的研究一样缩小和恶化。”

该团队还测试了不同应用中的机器人，包括拾取和放置一个环，并让两台机器人一起工作来拾取方形框架。结果表明，机器人可以很好地执行这些任务，激活肌肉导致机器人末端的指状突起弯曲大约90°。

“我们的研究结果表明，使用这种对抗性肌肉布置，这些机器人可以模仿人类手指的动作，”主要作者Yuya Morimoto说。“如果我们可以将更多的这些肌肉结合到一个装置中，我们应该能够复制使手，手臂和身体其他部位发挥功能的复杂肌肉相互作用。”