每秒走 0.4 个体长，步行型生物机器人速度纪录被刷新

IT之家 10 月 28 日消息，苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）于 10 月 22 日发布博文，展示了由小鼠骨骼肌细胞与水凝胶支架构成的生物混合微型机器人，可跳跃、奔跑、游泳与抓取。

IT之家附上相关演示视频如下：

该成果首次整合活体骨骼肌组织与柔性水凝胶支架，在计算机中协同设计，制造出约 1.5 厘米长的“生物驱动器”。受电脉冲刺激后，它能产生肉眼可见的屈曲运动，并驱动微型机器人完成跳跃、游泳、爬行和抓取等动作。

该学院团队指出实验室培养的肌肉过去虽能收缩，但幅度往往微小到需借助显微镜观察，难以真正驱动机器人。新研究的突破重新设计肌肉与支架的相互作用：算法同时优化肌肉组织的分布、体积及水凝胶支架的形状与力学特性，让肌肉收缩尽可能高效地转化为整体形变。

制造方面，团队采用一种名为 Xolography 的光固化 3D 打印技术，利用光照固化水凝胶，单个支架的打印时间约为一分钟。

结果显示，在相近肌肉量的条件下，新驱动器的运动幅度最高可达此前系统的 11 倍。一次收缩即可让装置从培养皿底部弹起约 5 毫米，相当于其体长的三分之一；行走版本的速度达到每秒 6.2 毫米，约合每秒 0.4 个体长，研究称这是迄今报道的步行型生物混合机器人最高速度。

不过，这类机器人距离现实应用仍很遥远。其肌肉组织必须浸泡在营养液中才能存活，脱离实验室环境无法工作；若要扩大体积，还可能需要类似“人工血液循环”的系统持续输送氧气和营养、清除代谢废物。