<p><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1674115071519/1674115071519.jpg" width="808" height="539" />伊利諾伊州香檳市&mdash;&mdash;首先，他們步行。然后，他們看到了光?，F(xiàn)在，微型生物機(jī)器人又多了一項(xiàng)新技能：遙控。伊利諾伊大學(xué)香檳分校、西北大學(xué)和合作機(jī)構(gòu)的研究人員表示，混合&ldquo;eBiobots&rdquo;是第一個(gè)將軟材料、活體肌肉和微電子技術(shù)結(jié)合在一起的機(jī)器人。他們?cè)凇犊茖W(xué)機(jī)器人》雜志上描述了他們的厘米級(jí)生物機(jī)器。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;集成微電子技術(shù)允許生物世界和電子世界合并，兩者都有自己的許多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在可以生產(chǎn)這些電子生物機(jī)器人和機(jī)器，這些電子生物機(jī)器人和機(jī)器可用于未來(lái)的許多醫(yī)療、傳感和環(huán)境應(yīng)用，&rdquo;研究說(shuō)伊利諾伊州生物工程教授兼格蘭杰工程學(xué)院院長(zhǎng)拉希德&middot;巴希爾 (Rashid Bashir) 的共同領(lǐng)導(dǎo)者。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bashir 的團(tuán)隊(duì)率先開(kāi)發(fā)了生物機(jī)器人，這是一種小型生物機(jī)器人，由在柔軟的 3D 打印聚合物骨架上生長(zhǎng)的小鼠肌肉組織提供動(dòng)力。他們?cè)?2012 年展示了步行生物機(jī)器人，在 2016 年展示了光激活生物機(jī)器人。光激活為研究人員提供了一些控制，但實(shí)際應(yīng)用受到如何在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境之外將光脈沖傳遞給生物機(jī)器人的問(wèn)題的限制。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這個(gè)問(wèn)題的答案來(lái)自西北大學(xué)教授 John A. Rogers，他是柔性生物電子學(xué)的先驅(qū)，他的團(tuán)隊(duì)幫助集成了微型無(wú)線微電子學(xué)和無(wú)電池微型 LED。這使研究人員能夠遠(yuǎn)程控制 eBiobots。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這種技術(shù)和生物學(xué)的不同尋常的結(jié)合為創(chuàng)造自我修復(fù)、學(xué)習(xí)、進(jìn)化、交流和自組織工程系統(tǒng)提供了巨大的機(jī)會(huì)。我們認(rèn)為這是未來(lái)研究的沃土，在生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)方面具有特定的潛在應(yīng)用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了使生物機(jī)器人能夠在實(shí)際應(yīng)用中自由移動(dòng)，研究人員開(kāi)始著手消除笨重的電池和系繩。休斯頓大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授、共同第一作者 Zhengwei Li 說(shuō)，eBiobots 使用接收線圈來(lái)收集能量并提供穩(wěn)定的輸出電壓來(lái)為微型 LED 供電。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員可以向 eBiobots 發(fā)送無(wú)線信號(hào)，促使 LED 發(fā)出脈沖。 LED 刺激光敏工程肌肉收縮，移動(dòng)聚合物腿，使機(jī)器&ldquo;行走&rdquo;。微型 LED 的針對(duì)性很強(qiáng)，可以激活肌肉的特定部分，使 eBiobot 轉(zhuǎn)向所需的方向。研究人員使用計(jì)算模型來(lái)優(yōu)化 eBiobot 設(shè)計(jì)和組件集成，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健性、速度和可操作性。伊利諾伊州機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)教授 Mattia Gazzola 領(lǐng)導(dǎo)了 eBiobots 的模擬和設(shè)計(jì)。 Gazzola 和共同第一作者、Gazzola 實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員 Xiaotian Zhang 說(shuō)，支架的迭代設(shè)計(jì)和增材 3D 打印允許快速循環(huán)的實(shí)驗(yàn)和性能改進(jìn)。</p> <p><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1674115062987/1674115062987.jpg" width="808" height="374" /></p> <p>共同第一作者 Youngdeok Kim 表示，該設(shè)計(jì)允許未來(lái)可能集成額外的微電子設(shè)備，例如化學(xué)和生物傳感器，或 3D 打印的腳手架部件，用于推動(dòng)或運(yùn)輸生物機(jī)器人遇到的東西等功能。伊利諾伊州的研究生。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員表示，電子傳感器或生物神經(jīng)元的集成將使 eBiobots 能夠感知和響應(yīng)環(huán)境中的毒素、疾病的生物標(biāo)志物以及更多可能性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在開(kāi)發(fā)有史以來(lái)第一個(gè)混合生物電子機(jī)器人時(shí)，我們?yōu)獒t(yī)療保健創(chuàng)新應(yīng)用的新范式打開(kāi)了大門，例如原位活檢和分析、微創(chuàng)手術(shù)甚至人體內(nèi)的癌癥檢測(cè)，&rdquo;Li說(shuō)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院支持這項(xiàng)工作。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>