用活體打造機器人,是機器依附於活體還是活體寄生於機器?

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近些年來,許多科學家在製造機器人的時候都傾向於從動物身上取經,學習它們的敏捷、高效和各種技能。比如此前給大家介紹過的德國的Festo公司所製造的生化系列機器人。

(Festo製造的生化蝙蝠)

不得不說從某些能力上來看,這些生化機器人們已經快追趕上它們參照的動物本體了,但人類依然在追逐完美的道路上前行。

我們都知道研發人員有時會在機器人的設計中運用到生物學,其實還有一種更為直接的方式,那就是直接以生物為基礎來打造機器人。

用活體甲殼蟲打造搜救機器人

新加坡南洋理工大學研發出了一款機器甲殼蟲,可用來完成搜救任務。研究人員在活的甲殼蟲身上安裝了微型電子設備對其進行控制。

黑甲蟲

通過對多類昆蟲進行比較,最終黑甲蟲依靠體型小(2-2.5公分)、重量輕(0.5 克)、存活時間長(3個月左右)這三個特性,從眾多昆蟲中脫穎而出。

研究人員給黑甲蟲背上一個「背包」(微型電子設備),這個電子元器件會通過天線連上甲蟲的觸須。當天線發出電子脈沖時,就會激活昆蟲自己的躲避機制,逼迫昆蟲立即轉向。

與那種直接控制昆蟲神經或肌肉的做法不同,這種做法並沒有奪走甲殼蟲的「靈魂」,它還能通過自己的大腦控制肢體。

它的缺點在於「背包」里只有兩顆紐扣電池,因此人類最長可控制機器甲殼蟲達 8 小時,不過這也夠它跑上整整一公里了,用於小範圍搜救還是綽綽有餘。

將活體昆蟲當成平台來開發混合型機器人

優點

這樣的機器人不但能保留昆蟲堅硬的外骨骼、柔性關節、柔性致動器和運動能力,還能提升產品的操控性並降低功耗。

讓研發者直接跳過了複雜的機器人本體設計,同時昆蟲的肌肉系統成了柔性致動器,而神經系統則成了控制系統的一部分。

日本團隊用活體肌肉研發手指機器人

這是一只機械臂,它顫巍巍地靠近塑膠圓環,彎曲、抬起,將它移到了旁邊的圓柱上。機械臂上方兩側粉嫩的部分是活體肌肉。

這個機械臂採用了「生物混合(biohybrid)」設計,模擬人類手指的結構和功能,用兩組大鼠肌肉來控制機械臂關節。

需要劃重點的是:

雖說這個機械臂用到了活體肌肉,但其實在製造過程中並不需要犧牲任何一只老鼠。這些肌肉是直接從機械指的骨架上「長」出來的。

為了讓樹脂骨架長出肌肉,科學家們在上面鋪滿了包裹著成肌細胞(大鼠肌肉細胞)的水凝膠片。但它只能保障肌肉長大,卻不能讓肌肉一直存活。

所以,這個使用活體肌肉的機械指有一個非常大的局限——活體肌肉只能維持一個禮拜的運作時間,且只有在水中才能保持活性。

在人造骨骼上裝上兩組老鼠肌肉的目的主要是為了讓機器人在運作上彈性能夠更細致。使用活體肌肉的機械指,還能相互協作,提起更重的東西。

該製作研究團隊還表示,未來若技術更加成熟,就能在裝置上更大量地加入活體肌肉,讓機器人做出更多、更複雜的動作,未來也許能夠應用在義肢、骨骼疾病、精密儀器組裝等領域上。

隨著科技的進步,人類生活越來越便捷,但生物與機器的界限卻越發的模糊起來。用活體打造出的機器,這種混合的物體我們究竟該將它劃分為機器還是生物?

想必人類就要進入機器、生物傻傻分不清楚的時代了…