<p>首先，他們走路。然后，他們看到了光明?，F(xiàn)在，微型生物機(jī)器人有了一項(xiàng)新技術(shù):遠(yuǎn)程控制。</p> <p>&nbsp;</p> <p>西北大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)香檳分校領(lǐng)導(dǎo)的研究人員表示，這種混合的&ldquo;eBiobots&rdquo;是第一個(gè)將軟材料、活肌肉和微電子學(xué)結(jié)合在一起的機(jī)器人。他們?cè)凇犊茖W(xué)機(jī)器人》雜志上描述了這種厘米級(jí)的生物機(jī)器。</p> <p>&nbsp;</p> <p>伊利諾伊大學(xué)生物工程教授、格蘭杰工程學(xué)院院長(zhǎng)拉希德&middot;巴希爾是這項(xiàng)研究的共同負(fù)責(zé)人，他說(shuō):&ldquo;集成微電子技術(shù)可以將生物世界和電子世界融合在一起，兩者都有許多各自的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在可以生產(chǎn)出這些電子生物機(jī)器人和機(jī)器，它們?cè)谖磥?lái)可能對(duì)許多醫(yī)療、傳感和環(huán)境應(yīng)用有用。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>巴希爾的團(tuán)隊(duì)率先開發(fā)了生物機(jī)器人，這種小型生物機(jī)器人由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)?012年展示了行走生物機(jī)器人，在2016年展示了光激活生物機(jī)器人。光激活給了研究人員一些控制，但實(shí)際應(yīng)用受到了如何在實(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)教授約翰&middot;a&middot;羅杰斯(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)線微電子和無(wú)電池微型led。這使得研究人員可以遠(yuǎn)程控制eBiobots。</p> <p>&nbsp;</p> <p>羅杰斯說(shuō):&ldquo;這種技術(shù)和生物學(xué)的不同尋常的結(jié)合為創(chuàng)造自愈、學(xué)習(xí)、進(jìn)化、交流和自組織的工程系統(tǒng)提供了巨大的機(jī)會(huì)。&rdquo;&ldquo;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。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>羅杰斯是西北大學(xué)材料科學(xué)與工程、生物醫(yī)學(xué)工程和神經(jīng)外科的教授，他領(lǐng)導(dǎo)著奎雷&middot;辛普森生物電子學(xué)研究所。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了讓生物機(jī)器人能夠在實(shí)際應(yīng)用中自由活動(dòng)，研究人員開始消除笨重的電池和纜繩。休斯敦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授、聯(lián)合第一作者李正偉說(shuō)，eBiobots使用一個(gè)接收線圈來(lái)收集電力，并提供一個(gè)可調(diào)節(jié)的輸出電壓，為微型led供電。</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)造自療、學(xué)習(xí)、進(jìn)化、交流和自組織的工程系統(tǒng)提供了巨大的機(jī)會(huì)。&rdquo;&mdash;&mdash;約翰&middot;羅杰斯(材料科學(xué)家)</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員可以向電子生物機(jī)器人發(fā)送無(wú)線信號(hào)，促使led發(fā)光。led會(huì)刺激感光的工程肌肉收縮，移動(dòng)聚合物腿，讓機(jī)器&ldquo;行走&rdquo;。微型led非常有針對(duì)性，可以激活肌肉的特定部分，使eBiobot朝著預(yù)期的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員使用計(jì)算建模來(lái)優(yōu)化eBiobot的設(shè)計(jì)和組件集成，以提高魯棒性、速度和可操作性。伊利諾斯州機(jī)械科學(xué)與工程教授馬蒂亞&middot;加佐拉(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)室的博士后研究員張曉天說(shuō)，這種支架的迭代設(shè)計(jì)和加法3D打印允許快速循環(huán)實(shí)驗(yàn)和性能改進(jìn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>共同第一作者Youngdeok Kim說(shuō)，該設(shè)計(jì)允許未來(lái)可能集成額外的微電子器件，如化學(xué)和生物傳感器，或3d打印的支架部件，用于推動(dòng)或運(yùn)輸生物機(jī)器人遇到的東西。Youngdeok Kim是伊利諾伊州的研究生。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員說(shuō)，電子傳感器或生物神經(jīng)元的集成將使eBiobots能夠感知環(huán)境中的毒素、疾病的生物標(biāo)記物以及更多的可能性并做出反應(yīng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>李說(shuō):&ldquo;通過(guò)開發(fā)有史以來(lái)第一個(gè)混合生物電子機(jī)器人，我們?yōu)獒t(yī)療創(chuàng)新應(yīng)用的新范式打開了大門，比如原位活檢和分析，微創(chuàng)手術(shù)，甚至是人體癌癥檢測(cè)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和國(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，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>