草根影响力新视野 编译 钟艺
来源 https://www.livescience.com
机器人和人类的结合其实已经不是新鲜事了,人类借著机器不断提高自身的生活能力,从内置在身体里的心脏起搏器,到机器义肢,很多人依赖它们来获得更好的生活。那如果是反过来呢?在机器人身上配备人体组织或者其他细胞,让机器人可以进一步接近人类,那会怎样?
一般意义上的机器人我们称之为“Cyborgs”,它们是完全冰冷的机械个体,而与生物结构相结合的则被称为“Biohybrid”,它们具有了更多生命性。科学家目前就通过不懈努力,在微观层面上,将机器人与细胞结合,创造除了能进行精准医疗服务的生物机器人。
于11月29日发表于《科学机器人杂志》上的一项新的研究综述表示,一个由国际科学家和工程师组成的机器人研究小组宣布: 机器人领域正式进入“设计原理和构成要素深度革命”的阶段。意大利比萨圣安娜高等研究学院BioRobotics Institute的主要作者Leonardo Ricotti表示:“现在我们已经可以实现机器人和人类的进一步结合——利用活细胞来优化机器人的功能。”
近几十年来,科学家们创造出了各种形状和尺寸的机器人,并且功能也越来越复杂。一些机器人可以在装配在线发挥作用,拧紧螺栓或将金属片焊接在一起。另外一些小于一毫米的微型机器人可以被放置在体内以杀死癌细胞或治愈伤口。但是,所有这些引人入胜、夺人眼目的机器人都缺乏优质的运动性和较好的能量转化效率(能量效率是生物体的强大特征,在过去的加白万年历,生物体的能量效率都向著日益优化的方向发展),这也就是要将生物体融合进机器人中的原因——提高机器人的精确制动性和稳定性。例如,由塔夫茨大学的Barry Trimmer领导的一个研发小组所开发的蠕虫状生物混合机器人,它们通过昆虫肌肉细胞的收缩而移动。
机器人技术中的另一个问题是电源,特别是对于微型机器人,其中供电装置可能就比机器人本身大很多。 Ricotti说,生物机器人就可以去克服这个障碍。他的同事蒙特利尔理工学院的Sylvain Martel也是该领域的重要研究者之一,他使用趋磁细菌(这种细菌可以沿著磁力线自然地移动)和机器人结合,用外部磁铁来引导该生物机器人,而不是用电池驱动,使其将药物运送到原本难以抵达的癌细胞。
Ricotti最后解释道,生物混合机器人其实也是有限制的。与机器人融合在一起的活细胞需要滋养,这就意味著,生物机器人往往是短命的。而且,它们只能在适宜的生命温度范围内工作,这意味著它们不能用于极端高温或低温的工作环境。但无论如何,生物机器人的出现确实填补了机械机器人的某些空缺,特别是在医疗领域,为人们对抗疾病又提供了更多可能。
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