与机器人相比，人的身体是灵活的，能够精细的运动，并能有效地将能量转化为运动。日本的研究人员从人类步态中获得灵感，将肌肉组织和人造材料结合在一起，制作了一款两腿生物混合机器人。该方法发表在1月26日的《物质》杂志上，该方法允许机器人行走和旋转。

　　“生物混合机器人是生物学和力学的融合，作为具有生物功能的机器人技术的新领域，最近引起了人们的关注，”日本东京大学的通讯作者Takeuchi说。“使用肌肉作为致动器可以让我们建造一个紧凑的机器人，并通过柔软的触感实现高效，无声的运动。”

　　该研究小组的两足机器人是一种创新的两足设计，建立在利用肌肉的生物混合机器人的传统之上。肌肉组织驱动生物混合机器人向前爬行和游泳，并转弯——但不是急转弯。然而，能够旋转和急转弯是机器人避开障碍物的基本特征。

　　为了制造一个动作精细、灵活的机器人，研究人员设计了一种模仿人类步态并在水中操作的生物混合机器人。机器人的顶部有一个泡沫浮标和加重的腿，以帮助它在水下站直。机器人的骨架主要由硅橡胶制成，可以弯曲和弯曲以适应肌肉运动。然后，研究人员将实验室培养的骨骼肌组织条连接到硅橡胶和每条腿上。

　　当研究人员用电刺激肌肉组织时，肌肉收缩，抬起了腿。当电流消散时，腿的脚后跟向前着地。通过每隔5秒在左腿和右腿之间交替进行电刺激，生物混合机器人成功地以5.4毫米/分钟(0.002英里/小时)的速度“行走”。

　　为了转弯，研究人员每五秒钟反复电击右腿，而左腿充当锚。机器人在62秒内完成了90度左转。研究结果表明，这种肌肉驱动的两足机器人可以行走、停止，并做出微调的转弯动作。

　　Takeuchi说:“目前，我们正在手动移动一对电极，分别对腿施加电场，这需要时间。”“在未来，通过将电极集成到机器人中，我们希望能更有效地提高速度。”

　　该团队还计划为双足机器人提供关节和更厚的肌肉组织，以实现更复杂、更有力的运动。但Takeuchi说，在给机器人升级更多的生物部件之前，该团队必须整合一个营养供应系统，以维持活组织和设备结构，使机器人能够在空中操作。

　　Takeuchi说:“在我们的常规实验室会议上，当我们看到机器人在视频中成功行走时，爆发了一阵欢呼。”“虽然它们看起来像是一小步，但实际上，它们是生物混合机器人的巨大飞跃。”

　　更多信息:由骨骼肌组织驱动的生物混合两足机器人，物质(2024)。DOI: 10.1016 / j.matt.2023.12.035。www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(23)00648-3期刊信息:物质由Cell Press提供引文:科学家设计了一种由肌肉组织驱动的两腿机器人(2024年1月26日)检索自2024年1月26日https://techxplore.com/news/2024-01-scientists-legged-robot-powered-muscle.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。