肌肉组织驱动的双足机器人问世，生物混合机器人突破性进展！

生物混合双足机器人

图片来源：东京大学竹内研究室

2024年1月26日，日本东京大学Shoji Takeuchi教授研究团队在《Matter》期刊发表了最新研究成果，即一款由骨骼肌驱动的生物混合双足机器人。据介绍，该机器人模仿人类步态，可以高效、无声的行走、停止和转向。

论文信息: “Biohybrid bipedal robot powered by skeletal muscle tissue” Matter (2024).（DOI: 10.1016/j.matt.2023.12.035）

与机器人相比，人类更灵活、灵巧和能量转化率高。传统的生物混合机器人可以直线移动或大转弯，但很难在较小空间进行精细运动，这使得它们在有障碍物的区域中行动受限。然而，能够旋转和急转弯是机器人避开障碍物所需的基本特性。

Shoji Takeuchi教授团队研发的新型生物混合双足机器人将人造骨骼与生物肌肉组织相结合。研究人员在条状型模具中培养骨骼肌，再使用一块浮动的苯乙烯板、灵活的硅树脂主体、带有黄铜线的丙烯酸树脂腿和3D打印的足部制作了一个轻质骨架，然后将两条肌肉组织从身体连接到机器人的足部，形成腿。

当研究人员用电流刺激肌肉组织时，肌肉收缩，抬起腿。当电流消失时，脚后跟向前着地。通过每隔5秒在左、右腿之间交替进行电流刺激，生物混合机器人成功地以5.4毫米/分钟的速度完成了“行走”。虽然它看起来不是特别快，但其腿部运动的速度与其他生物混合机器人相当。

该机器人可以单脚移动，在小范围内转动。为了转弯，研究人员每隔5秒重复电击右腿，同时左腿充当锚点。机器人在62秒内完成了一个90度左转弯。

目前，该机器人只能在水下工作，因为实验室培养的肌肉组织暴露在空气中会很快干燥并失去功能。但是研究人员表示，他们将使用更厚的肌肉组织以及充分的营养供应，并覆盖人造皮肤，改进后的版本将能够更顺畅的在陆地上行走。

Shoji Takeuchi教授表示：“虽然从表面上看，这只是机器人行走的一小步，但实际上，这标志着生物混合机器人领域的重大突破！”

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